電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)3-三相正弦交流電路課件

1、第3章 三相正弦交流穩(wěn)態(tài)電路本章要點(diǎn) 本章首先介紹三相正弦交流對稱電源，它們的連接方式、輸出電壓的大小。其次了解三相電源的負(fù)載，可分為對稱和不對稱三相負(fù)載，星形和三角形連接形式。最后論述三相正弦交流穩(wěn)態(tài)電路分析和計(jì)算，即電壓、電流及功率的計(jì)算方法。你知道嗎？50Hz220V/380V發(fā)電廠照明，驅(qū)動，通信等3.1 三相正弦對稱電源3.1.1 三相正弦對稱電源的產(chǎn)生三相交流發(fā)電機(jī)外型三相交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖剖面圖三相定子繞組（AX、BY、CZ）轉(zhuǎn)子三相定子繞組的Y形接法特點(diǎn)頻率相同、幅度相等，彼此相位差為120o三相對稱電源相電壓線電壓相線（火線）零線（中線）三相對稱電源相電壓波形三相對稱電源相

2、電壓的相量圖3.1.2 相電壓與線電壓的關(guān)系相電壓有效值線電壓有效值3.1.2 相電壓與線電壓的關(guān)系我國電力系統(tǒng)提供相電壓/線電壓為220V/380V線電壓也是三相對稱的【例】已知三相對稱電源線電壓 ，試寫出其它兩個(gè)線電壓uBC 、uCA和相電壓uA 、uB 及 uC 。解:根據(jù)對稱性3.2 三相電源的負(fù)載連接方式3.2.1 三相電源的負(fù)載分類單相負(fù)載三相負(fù)載3.2.2三相電源負(fù)載的接法1. 單相負(fù)載 根據(jù)電壓的額定值接到三相電源上，但要均勻分布在三個(gè)相線和火線之間。220V接到相線和零線之間，380V接到兩根相線之間。2. 三相負(fù)載3.2.2三相電源負(fù)載的接法 三相負(fù)載的聯(lián)接方式有星形聯(lián)接（

3、簡稱為Y形）和三角形聯(lián)接（簡稱為形） 星形聯(lián)接(Y)星形聯(lián)接(Y)常用畫法額定電壓為220V2. 三相負(fù)載3.2.2三相電源負(fù)載的接法三角形聯(lián)接()額定電壓為380V3.3 負(fù)載星形連接時(shí)三相電路的分析和計(jì)算3.3.1三相對稱負(fù)載的星形連接三相四線制三相電路對稱負(fù)載：3.3 負(fù)載星形連接時(shí)三相電路的分析和計(jì)算3.3.1三相對稱負(fù)載的星形連接三相四線制三相電路三相對稱電源的相電壓為電源相電壓有效值3.3 負(fù)載星形連接時(shí)三相電路的分析和計(jì)算3.3.1三相對稱負(fù)載的星形連接三相四線制三相電路特點(diǎn)2）負(fù)載電流三相對稱；3）線電流等于相電流；1）負(fù)載電壓等于電源相電壓；4）中線電流為零。中線可省略啦【例

4、】 現(xiàn)有白熾燈90盞，每盞燈的額定電壓為220V，額定功率為100W。電源是三相四線制供電系統(tǒng)，電壓為380V/220V。 問90盞白熾燈該如何接入該三相電源？畫出電路圖；當(dāng)所有的白熾燈都點(diǎn)亮?xí)r，求線電流 、 、 和中線電流 。解:根據(jù)燈的額定電壓應(yīng)接在相線和中線之間303030每盞燈的電阻為每相30盞燈并聯(lián)電阻為對稱性【例】 如圖電路中，已知 ，其上按星形方式接入某三相對稱負(fù)載，每相的復(fù)數(shù)阻抗為Z=6+j8 ，求負(fù)載的相電流iA、 iB、 iC；并畫出相量圖。 解:負(fù)載對稱時(shí)，有無中線計(jì)算方法相同3.3.2三相不對稱負(fù)載的星形連接三相四線制三相電路1. 三相四線制不對稱負(fù)載：三相四線制三相電

5、路1. 三相四線制3.3.2三相不對稱負(fù)載的星形連接負(fù)載兩端電壓等于電源相電壓【例】電路如圖所示，電源線電壓Ul =380V，三相負(fù)載ZA=20， ， ，求負(fù)載的相電流 和 中線電流 。解:設(shè)【例】電路如圖所示，電源線電壓Ul =380V，三相負(fù)載ZA=20， ， ，求負(fù)載的相電流 和 中線電流 。解:此例求中性線電流時(shí)可利用相量圖2. 接入三相三線制（無中性線）3.3.2三相不對稱負(fù)載的星形連接三相三線制三相電路三相三線制三相電路等效電路2. 接入三相三線制（無中性線）3.3.2三相不對稱負(fù)載的星形連接設(shè)根據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓法2. 接入三相三線制（無中性線）3.3.2三相不對稱負(fù)載的星形連接各負(fù)載兩

6、端的電壓為各負(fù)載的電流為【例】如圖所示電路中，ZA、 ZB、 ZC為三盞白熾燈，其中ZA=11， ZB=ZC=22 ，它們的額定電壓為220V。若電源的線電壓為Ul=380V，試求各負(fù)載兩端的電壓，并說明各相白熾燈能否正常工作。 解:設(shè)【例】如圖所示電路中，ZA、 ZB、 ZC為三盞白熾燈，其中ZA=11， ZB=ZC=22 ，它們的額定電壓為220V。若電源的線電壓為Ul=380V，試求各負(fù)載兩端的電壓，并說明各相白熾燈能否正常工作。 解:各負(fù)載兩端的電壓為結(jié)果：A相燈暗一下，B、C相燈很亮，然后都熄滅。因此照明電一定要有中性線，保證負(fù)載兩端電壓等于電源相電壓（220V），中性線不準(zhǔn)接保險(xiǎn)絲

7、、開關(guān)等，要加粗加固?！纠咳鐖D所示電路為一種相序指示器電路，取某一相為A相，且與電容相接，其它兩相接電燈。設(shè)XCRBRCR，試說明如何判斷相序。設(shè)解:燈較亮的為B相，另一個(gè)為C相3.4 負(fù)載三角形連接時(shí)三相電路的分析和計(jì)算3.4.1三相對稱負(fù)載的三角形連接三角形聯(lián)接()3.4 負(fù)載三角形連接時(shí)三相電路的分析和計(jì)算三相負(fù)載三角形聯(lián)接()的電路線電流相電流注意：無論負(fù)載對稱與否，負(fù)載兩端電壓等于電源線電壓，都是三相對稱的3.4.1三相對稱負(fù)載的三角形連接對稱負(fù)載：設(shè)：相電流為：相電流對稱的3.4.1三相對稱負(fù)載的三角形連接線電流為：【例】 某對稱三相負(fù)載的額定電壓為380V，其每相負(fù)載的復(fù)數(shù)阻抗

8、為ZABZBCZCA50+j50 ，對稱三相電源的線電壓 ，試問該三相負(fù)載應(yīng)如何接入三相電源？試計(jì)算負(fù)載的相電流及線電流。已知該三相負(fù)載應(yīng)以三角形的方式接入電源中。解:由對稱性【例】 某對稱三相負(fù)載的額定電壓為380V，其每相負(fù)載的復(fù)數(shù)阻抗為ZABZBCZCA50+j50 ，對稱三相電源的線電壓 ，試問該三相負(fù)載應(yīng)如何接入三相電源？試計(jì)算負(fù)載的相電流及線電流。解:由對稱性【例】 如圖所示電路，三相四線制電源電壓為380V/220V。在該供電系統(tǒng)中接入兩組對稱負(fù)載，一組為三角形聯(lián)接，其每相電阻為R38；另一組為星形聯(lián)接，其每相的復(fù)數(shù)阻抗為Z2230o，試求相線上的總電流 。設(shè)解:3.4.2三相不

9、對稱負(fù)載的三角形連接不對稱負(fù)載：負(fù)載兩端電壓等于電源線電壓設(shè)3.4.2三相不對稱負(fù)載的三角形連接設(shè)相電流為線電流【例】電路如圖所示，負(fù)載為三角形連接。已知電源的相電壓為 , 三相負(fù)載為ZAB=10 j10 , ZBC=10 +j10 , ZCA=j20 , 試求負(fù)載的相電流及線流。 解:電源線電壓為相電流為負(fù)載相電流不對稱【例】電路如圖所示，負(fù)載為三角形連接。已知電源的相電壓為 , 三相負(fù)載為ZAB=10 j10 , ZBC=10 +j10 , ZCA=j20 , 試求負(fù)載的相電流及線流。 解:相電流為線電流為線電流不對稱3.5 三相電路的功率1.三相電路的有功功率各相負(fù)載兩端電壓 、各相負(fù)載

10、中的電流 、各相負(fù)載兩端電壓與的電流的相位差 或 、各相負(fù)載中所包含的電阻三相負(fù)載對稱Y形聯(lián)接三相對稱負(fù)載形聯(lián)接三相對稱負(fù)載注意：為負(fù)載兩端電壓與電流的相位差2.三相電路的無功功率3.5 三相電路的功率三相負(fù)載對稱3.三相電路的視在功率或 注意上述兩個(gè)視在功率計(jì)算公式在負(fù)載對稱時(shí)計(jì)算結(jié)果相同，但負(fù)載不對稱時(shí)是不同的，電工學(xué)用前者計(jì)算視在功率。對稱負(fù)載的功率三角形不對稱負(fù)載但輔角相同的功率三角形不對稱負(fù)載輔角不相同的功率三角形兩個(gè)公式計(jì)算值相等兩個(gè)公式計(jì)算值相等兩個(gè)公式計(jì)算值不相等【例】 三相對稱負(fù)載，若每相復(fù)數(shù)阻抗為Z16j12，三相四線制電源電壓為380/220V。若負(fù)載為星形聯(lián)接，計(jì)算相電

11、流、線電流與有功功率、無功功率、視在功率；若負(fù)載為三角形聯(lián)接，計(jì)算相電流、線電流及有功功率、無功功率、視在功率；負(fù)載為星形聯(lián)接或 解:負(fù)載為星形聯(lián)接或 同一負(fù)載接成三角形時(shí)，其線電流是接成星形時(shí)的3倍，故若一臺三相電動機(jī)應(yīng)為星形聯(lián)接，卻錯接成三角形時(shí)，電機(jī)會燒毀的?！纠咳切温?lián)接的三相電路如圖所示，電源線電壓Ul =380V 。已知 ZAB=10 60o ，ZBC=15 60o ，ZCA= 30 60o 。試求電路有功功率、無功功率和視在功率。解:【例】三角形聯(lián)接的三相電路如圖所示，電源線電壓Ul =380V 。已知 ZAB=10 0o ，ZBC=10 30o ，ZCA= 10 60o 。試求電路有功功率、無功功率和視在功率。解:不相等本章小結(jié)1）三相對稱電源電壓幅度相同，頻率相同，彼此相位差為120o。Y形