第三章三相交流電路

第三章三相交流電路上一頁下一頁W1U2V1U1V2SN+_+++W2圖1三相交流發(fā)電機示意圖3.1三相電源1.三相電壓的產(chǎn)生工作原理：動磁生電++__eeU1U2?圖2三相繞組示意圖圖3每相電樞繞組定子轉(zhuǎn)子(尾端)+u1u2u3U1(首端)++––

–U2V2V1W1W2+u1-上一頁下一頁返回第三章三相交流電路(2)相量表示鐵心（作為導磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120:直流勵磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機結(jié)構(gòu)（1)三相電壓瞬時表示式2三相電壓表示形式上一頁下一頁返回第三章三相交流電路(4)相量圖(3)波形圖相量表示U2U1..120°120°120°U3.三相電壓瞬時表示式uOu1u2u32120°240°360°上一頁下一頁返回第三章三相交流電路三相對稱正弦電壓的瞬時值（相量）之和為0三相交流電壓到達正正幅值（或相應(yīng)零值）的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為三相對稱正弦電壓三相正弦交流電壓滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序為U1

V1

W1

上一頁下一頁返回第三章三相交流電路NL2L3L1NU1V1W13.三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1)聯(lián)接方式中性線(零線)中性點端線(相線、火線)相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓UpUL–+–++––+–+–+上一頁下一頁返回第三章三相交流電路(2)線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖30°L1NL2L3+–+–+––+–+–+或上一頁下一頁返回第三章三相交流電路同理發(fā)電機繞組星形聯(lián)接時，線電壓和相電壓的相量圖上一頁下一頁返回第三章三相交流電路3.2三相負載三相負載的聯(lián)接

三相負載有Y和兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負載的額定電壓和電源電壓確定。上一頁下一頁返回第三章三相交流電路負載三相負載：由三相電源供電的負載，如三相電動機，大功率電阻爐等單相負載：由單相電源供電的負載，如電燈，家用電器等三相負載連接原則

(1)電源提供的電壓=負載的額定電壓；

(2)單相負載盡量均衡地分配到三相電源上。L1L2電源L3保險絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負載

額定線電壓為380伏的三相負載上一頁下一頁返回第三章三相交流電路+N'N++–––Z1Z2Z33.2.1三相負載的星形聯(lián)結(jié)線電流：流過端線的電流IL

相電流：流過每相負載的電流Ip結(jié)論：負載星形聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流。1聯(lián)結(jié)形式N電源中性點N′負載中性點上一頁下一頁返回第三章三相交流電路2負載星聯(lián)接三相電路的計算1)負載端的線電壓＝電源線電壓2)負載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流星聯(lián)結(jié)時：4)中線電流負載星聯(lián)結(jié)帶中性線時,可將各相分別看作單相電路計算+N'N++–––Z1Z2Z3上一頁下一頁返回第三章三相交流電路+N'N++–––ZZZ負載對稱時,中性線無電流,

可省掉中性線。3對稱負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算所以負載對稱時，三相電流也對稱。負載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。上一頁下一頁返回負載不對稱電壓和電流相量圖負載對稱電壓和電流相量圖上一頁下一頁返回第三章三相交流電路例1：燈組，若R1=5,R2=10,R3=20,求線電流及中性線電流IN。一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓。負載為電N+++–––NR1R2R3L1L2L3上一頁下一頁返回第三章三相交流電路解：已知：N+++–––NR1R2R3L1L2L3三相負載不對稱（R1=5、R2=10、R3=20）

分別計算各線電流：上一頁下一頁返回第三章三相交流電路中性線電流上一頁下一頁返回第三章三相交流電路例2：照明系統(tǒng)故障分析解:

(1)A相短路1)中性線未斷此時L1相短路電流很大,將L1相熔斷絲熔斷,而L2相和L3相未受影響，其相電壓仍為220V,正常工作。

在上例中，試分析下列情況(1)L1相短路:中性線未斷時，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。(2)L1相斷路:中性線未斷時，求各相負載電壓；中性線斷開時，求各相負載電壓。

R1R3R2L1L2NL3N上一頁下一頁返回第三章三相交流電路

L1L2NL3N′i1i3i2+++–––此情況下，L2相和L3相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓(220V)，這是不允許的。2)L1相短路,中性線斷開時,此時負載中性點N′即為L1,因此負載各相電壓為上一頁下一頁返回第三章三相交流電路(2)L1相斷路2)中性線斷開L2、L3相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐罚鐖D(b)所示,由圖可求得iL2L3u′2u′3+––+(b)

R1R3R2L1L2NL3N上一頁下一頁返回第三章三相交流電路結(jié)論

（1）不對稱負載Y聯(lián)結(jié)又未接中性線時，負載相電壓不再對稱，且負載電阻越大，負載承受的電壓越高。（2）中線的作用：保證星形聯(lián)結(jié)三相不對稱負載的相電壓對稱。（3）照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內(nèi)不允許接熔斷器或刀閘開關(guān)。上一頁下一頁返回第三章三相交流電路1.聯(lián)結(jié)形式3.2.2三角形聯(lián)接線電流:

流過端線的電流相電流:

流過每相負載的電流

、、L1+++–––L2L3i1i2i3Z31Z12Z23上一頁下一頁返回第三章三相交流電路線電流不等于相電流(2)相電流(1)負載相電壓=電源線電壓UP

=UL一般電源線電壓對稱，因此不論負載是否對稱，負載相電壓始終對稱,其中2.分析計算相電流：線電流：U12=U23=U31=UL=UPL1+++–––i1i2i3Z31Z12Z23L2L3上一頁下一頁返回第三章三相交流電路對稱負載電壓與電流相量圖23123130°負載對稱時,Z12=Z23=Z31=Z23(3)線電流由相量圖可求得為此線電流也對稱，

線電流比相應(yīng)的相電流滯后30。231231上一頁下一頁返回第三章三相交流電路負載對稱時,相電流對稱，即三相負載的聯(lián)接原則負載的額定電壓=電源的線電壓應(yīng)作聯(lián)結(jié)負載的額定電壓=

電源線電壓應(yīng)作Y聯(lián)結(jié)應(yīng)使加于每相負載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無關(guān)。三相電動機繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負載一般都聯(lián)結(jié)成星形(具有中性線)。上一頁下一頁返回第三章三相交流電路3.3三相功率無論負載為Y或△聯(lián)接，對稱與否，三相總有功功率都應(yīng)為每相有功功率算術(shù)和P=P1+P2+P3總無功功率應(yīng)等于各相無功功率的代數(shù)和，即

總視在功率3.3.1三相功率上一頁下一頁返回第三章三相交流電路對稱負載聯(lián)結(jié)時：同理對稱負載Y聯(lián)結(jié)時：相電壓與相電流的相位差當負載對稱時：P=3UpIpcosp所以上一頁下一頁返回第三章三相交流電路

例有一臺三相電阻加熱爐，功率因數(shù)等于1，星形聯(lián)接。另有—臺三相交流電動機，功率因數(shù)等于0.8，三角形聯(lián)接。共同由線電壓為380V的三相電源供電，它們消耗的有功功率分別為75kW和36kW。求電源的線電流。解按題意畫出電路圖電阻爐的功率因數(shù)故無功功率電動機的功率因數(shù)電源輸出的總有功功率、無功功率和視在功率由此求得電源的線電流為上一頁下一頁返回3.3.2三相功率的測量二瓦計法測量線路圖在三相三線制電路中，不論負載接成星形還是三角形，也不論負載對稱與否，都可以使用兩個功率表來測量三相功率。兩個功率表的一種連接方式即二瓦計法測量。兩個功率表讀數(shù)的代數(shù)和等于三相負載的平均功率之和。這種方法稱為二瓦計法（或兩表法）。上一頁下一頁返回第三章三相交流電路證明：兩個功率表的讀數(shù)分別為