計算機機械設計課件匯總

1、目錄 1、三相對稱電源三相對稱電源 2、三相負載的星形聯(lián)結三相負載的星形聯(lián)結 3、三相負載的三角形聯(lián)結三相負載的三角形聯(lián)結 4、三相交流電流的功率及其測試三相交流電流的功率及其測試三相正弦交流電路三相正弦交流電路 三相電路在生產上應用最為廣泛。發(fā)電、輸配電三相電路在生產上應用最為廣泛。發(fā)電、輸配電和主要電力負載，一般都采用三相制。和主要電力負載，一般都采用三相制。三相交流發(fā)電機是產生正弦交流電的主要設備。三相交流發(fā)電機是產生正弦交流電的主要設備。NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS三相交流發(fā)電機由三個對稱三相交流發(fā)電機由三個對稱的繞組組成，在空間上彼此的繞組組成，在空間上彼此相

2、差相差120 ，它們的始端記為，它們的始端記為A、B、C（U、V、W），），末端記為末端記為X、Y、Z。三相電源三相電源三相對稱電動勢的表達式tsinEemA)120tsin(EemB)120tsin(E)240tsin(EemmC t06323265267342335611eAeBeC XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+A相相B相相C相相三相對稱電動勢的相量表示法)23j

3、21(E120/EEB)2321(120/jEEEC 與前面瞬時值表示法和波形曲線表示法對應三與前面瞬時值表示法和波形曲線表示法對應三相對稱正弦交流電也可用相量表示法表示：相對稱正弦交流電也可用相量表示法表示：BE.E0/EEAA.ECE.0eeeCBA0EEECBA三相電源的聯(lián)結三相電源的聯(lián)結（1）星形聯(lián)接）星形聯(lián)接發(fā)電機三相繞組通常將三個末端接在一起，該點成為中點發(fā)電機三相繞組通常將三個末端接在一起，該點成為中點或零點或零點(N)。即星形。即星形(Y)接法。接法。CeAeBeCuBuCuAuABuBCuCAABNANBC三個始端A、B、C引出三根端線，加上中點引出的總線，稱為三相四線制三相

4、四線制。相電壓相電壓：每相繞組兩端的每相繞組兩端的電壓，即端線與中先線之間電壓，即端線與中先線之間的電壓。其有效值為的電壓。其有效值為UA、 UB、 UC，一般用，一般用U p表示。表示。線電壓線電壓：任意兩端線之間任意兩端線之間的電壓。其有效值的電壓。其有效值為為UAB、 UBC、 UCA，一般，一般用用Ul 表示。表示。線電壓與相電壓的關系線電壓與相電壓的關系30B.UC.UAB.UBC.UCAU.A.UB.A.AB.UUUC.B.BC.UUUA.C.CA.UUUpplU2330cosUU21plUU3由此，星形聯(lián)接的發(fā)電機由此，星形聯(lián)接的發(fā)電機或變壓器可以輸出兩種電或變壓器可以輸出兩種電

5、壓，如：壓，如：220V和和380V。線電壓越前與相電壓相線電壓越前與相電壓相位位30。三相負載的聯(lián)結三相負載的聯(lián)結 三相電路的分析方法與單相基本一致。三相電路的分析方法與單相基本一致。根據實際電路畫出電路模型圖；根據實際電路畫出電路模型圖；選擇電壓或電流的參考方向；選擇電壓或電流的參考方向；根據基本定律和分析方法求解電路根據基本定律和分析方法求解電路iu的的關系；關系；再進一步確定三相功率。再進一步確定三相功率。三相電路的負載有兩種聯(lián)接方法三相電路的負載有兩種聯(lián)接方法星形星形(Y)聯(lián)接和三角形聯(lián)接和三角形( )聯(lián)接聯(lián)接ABCN右圖即是右圖即是“電燈、電動機負載電燈、電動機負載的星形聯(lián)接的星形

6、聯(lián)接”。一、對稱負載星形聯(lián)接電路的計算一、對稱負載星形聯(lián)接電路的計算 所謂對稱負載應滿足以下條件：ZZZZCBACBA和和ZUIIIIppCBA由于三相電壓也是對稱的，所以負載電流亦對稱0IIIICBAN負載電路的星形聯(lián)接,ZUIAAA,ZUIBBBCCCZUI|Z|Z|Z|i Ni Ai Bi Cu Bu Au C在對星形聯(lián)接三相對稱電路進行計算時，一般只計算一相即可。VtuAB)30sin(2380負載電路的星形聯(lián)接一星形聯(lián)接的三相對稱負載電路，每相的電阻R=6，感抗XL =8。電源電壓對稱，設試求電流。|Z|Z|Z|i Ni Ai Bi Cu Bu Au CCI.CU.BU.AU.AI.

7、BI.BCAABU.解因負載對稱，故只計算一相電路。由題意，相電壓有效值UA=220V，其相位比線電壓滯后30，即VtuAsin2220A相電流AZUIAAA228622022在A相，電流iA比電壓uA滯后角5368arctgRXarctgL例所以，得根據對稱關系，其它兩相電流為負載電路的星形聯(lián)接AtiA)53sin(222AttiB)173sin(222)12053sin(222AttiC)67sin(222)12053sin(222相電壓相量可分別表示為相電流相量可分別表示為V0/220UAV120/220UBV120/220UCA53/22IAA173/22IBA67/22IC由幾何關系

8、可求得中線電流為零，本題與無中線情況相同。0IIIICBAN對稱負載星形聯(lián)接分析步驟A相負載相電流（即線電流）A相負載相電壓有對稱關系求出B、C相電壓、電流LAAZZUIZIUAA負載電路的星形聯(lián)接關于負載不對稱的三相星形聯(lián)接關于負載不對稱的三相星形聯(lián)接電路，應按兩種情況分析計算。見下面例題分析。電路，應按兩種情況分析計算。見下面例題分析。相電壓為相電壓為Up=220V的對稱電源；各相負載為電燈組，在額定的對稱電源；各相負載為電燈組，在額定220V電壓下各相電阻分別為電壓下各相電阻分別為RA=5, RB=10, RC=20。試求負。試求負載的相電壓、負載電流及中線電流。載的相電壓、負載電流及中

9、線電流。負載電路的星形聯(lián)接RARBRCi Ni Ai Bi Cu Au Bu CACB雖然負載不對稱，因中線的雖然負載不對稱，因中線的存在，負載相電壓與電源的存在，負載相電壓與電源的相電壓相等也是對稱的，有相電壓相等也是對稱的，有效值亦為效值亦為 220V。V120/220UBV0/220UAVUC120/220及及例線電壓為線電壓為380V的三相對稱電源，各相電的三相對稱電源，各相電阻分別為阻分別為RA=5, RB=10, RC=20，無中線。試求負載的相電壓、負載電流。無中線。試求負載的相電壓、負載電流。RARBRCABCiAiBiCuaNu buc由線電壓數值可知相電壓由線電壓數值可知相

10、電壓應為應為220V，設，設A相電壓相電壓VUA0/220則則B、C相電壓分別為相電壓分別為VUB120/220VUC120/220欲求各相電壓及電流，應用節(jié)點電壓法先求負載中點電欲求各相電壓及電流，應用節(jié)點電壓法先求負載中點電位位即即2011015120120/22010120/22050/220111CBACCBBAANRRRRURURUU解解借助相量圖，計算中點電位，分子三項表示為三個相量求和，2011015120120/22010120/22050/220NU0/44120/22120/110/33120/11從而得：1 .19/ 1 .29VUN1 .19/ 1 .8335. 01

11、.19/ 1 .29進而VUUUNAa9 .10/1441 .19/ 1 .830/220VUUUNBb1 .139/4 .2491 .19/ 1 .83120/220VUUUNCc9 .130/0 .2881 .19/ 1 .83120/220各相電流為AIA9 .10/ 8 .28AIB1 .139/9 .24AIC9 .130/4 .14星形聯(lián)接負載對電源的要求：三相負載的相電壓必須對稱三相負載的相電壓必須對稱。若負載不對稱若負載不對稱而又沒有中線時，負載的相電壓就不對稱。而又沒有中線時，負載的相電壓就不對稱。偏離電源相電壓的額定值，過高或過低的電偏離電源相電壓的額定值，過高或過低的電源

12、相電壓對負載是有危害的。源相電壓對負載是有危害的。2. 中線的作用就在于使不對稱的星形聯(lián)接負載中線的作用就在于使不對稱的星形聯(lián)接負載得到對稱的相電壓。為保證這種對稱性，就得到對稱的相電壓。為保證這種對稱性，就不能讓中線斷開。因此，三相電源的中線內不能讓中線斷開。因此，三相電源的中線內不接入熔斷器或閘刀開關。不接入熔斷器或閘刀開關。 負載三角形聯(lián)接的三相電路如右圖：ABCiBiCuABu BCuCAiABiBCiCA| ZAB | ZBC | ZCA |iA每相負載的阻抗分別為|ZAB|、 |ZBC| 、 |ZCA| 。圖中各相負載都接在電源的線電壓上，負載的相電負載的相電壓與電源的線電壓相等壓

13、與電源的線電壓相等。不論負載是否對稱，其相電壓相電壓總是對稱的 ，即UAB = UBC = UCA = Ul = Up各相負載相電流相電流的有效值分別為,ABABABZUI,BCBCBCZUICACACAZUI負載電路的三角形聯(lián)接負載的線電流可由KCL列式計算：BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII如果負載對稱，則 | ZAB| = |ZBC| = |ZCA| = | Z | 和 AB = BC = CA= 。 此時，負載電流也是對稱的。ZUIIIpCABCAB負載電路的三角形聯(lián)接對稱負載的線電流與相電流的關系 由于負載對稱，可根據線電流與相電流的關系作出相量圖。顯然線電流也是對稱的

14、，在相位上比相應的相電流滯后30根據相量圖，線電流的大小為I l = 2 I p cos30 = Ip 3作為常見負載的電動機，其三相繞組可以接成星形，也可作為常見負載的電動機，其三相繞組可以接成星形，也可以接成三角形；而照明負載，一般都接成有中線的星形。以接成三角形；而照明負載，一般都接成有中線的星形。負載電路的三角形聯(lián)接三相交流電路的功率及其測量三相交流電路的功率及其測量 不論負載是星形聯(lián)接還是三角形聯(lián)接，電路總的有功功率必定等于光相有功功率之和。CBAnnpnpnCBAIUPPPP,)cos( 當負載對稱負載對稱時，各相的有功功率都是相等的。 因此三相總功率為cos33pppIUPP對于星形對稱負載pUU3lpII l對于三角形對稱負載pUU lpII3l三相對稱負載的有功功率三相對稱負載的有功功率cos3llIUP無功功率和視在功率為無功功率和視在功率為sin3llIUQllIUS3例對稱負載聯(lián)成三角形，已知電源電壓 Ul =220V, 安培計讀數 Il =17.3A, 三相功率P=4.5kW。試求：每相負載的電阻和感抗；當AB相斷開時，各安培計的讀數和總功率；當A線斷開時，求各安培計的讀數和總功率。ABCiAiBiCAAAABC解：由題意，視在功率kVAIUS6 . 63ll根據cosSP得47cosSP負載相電流AIIp103/l負載