電工基礎(chǔ)課程教學(xué)課件《第五章三相正弦交流電路》.ppt

1、 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.1 三相電源 5.2 三相負(fù)載 5.3 對(duì)稱三相電路的分析計(jì)算 5.4 不對(duì)稱三相電路的分析計(jì)算 5.5 三相電路的功率,第5章 三相正弦交流電路, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5 .1 三相電源, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,目的與要求,掌握三相電源Y連接與連接時(shí)線電壓與 相電壓的關(guān)系, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,重點(diǎn)與難點(diǎn),重點(diǎn):三相電源Y連接與連接 難點(diǎn):三相電源Y連接與連接, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.1 三相交流發(fā)電機(jī)的原理,5.1.1 三相對(duì)稱正弦交流電壓（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.1.1 三相對(duì)稱正弦交流電壓（二）, 電子發(fā)燒友 電

2、子技術(shù)論壇,2、,5.1.1 三相對(duì)稱正弦交流電壓（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.3 對(duì)稱三相正弦量的相量圖,3、相序：正序 U超前于V，V超前于W 逆序 U超前于W，W超前于V,5.1.1 三相對(duì)稱正弦交流電壓（四）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.4 三相電源的星形連接,1、接法：三個(gè)繞組的末端接 在一起，從三個(gè)始端引出三根導(dǎo)線,5.1.2 三相電源的星形（）連接（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,2、名詞解釋 1） 端線（火線）：從始端引出的導(dǎo)線 2）中性點(diǎn)N：三個(gè)末端的節(jié)點(diǎn) 3）中線：從中性點(diǎn)引出的導(dǎo)線,5.1.2 三相電源的星形（）連接（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論

3、壇,5.1.2 三相電源的星形（）連接（三）,4）三相四線制：有中線，可提供兩組對(duì)稱三相電壓 5）三相三線制：無(wú)中線，只能提供一組對(duì)稱電壓 6）線電壓：端線與中線間的電壓 7）相電壓：兩根端線間的電壓, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,同理得,5.1.2 三相電源的星形（）連接（四）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,三相發(fā)電機(jī)三個(gè)繞組依次首尾相連，接成一個(gè)閉合回路，從三個(gè)連接點(diǎn)引出的三根導(dǎo)線即為三根端線,圖 5.6 三相電源的三角形連接線電壓等于相電壓,5.1.3 三相電源的三角形（）連接（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,線電壓的大小是相電壓的 倍，線電壓的相位比相電壓的相位超前30 三個(gè)線電壓之間的

4、關(guān)系是,5.1.3 三相電源的三角形（）連接（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,三相電源作連接時(shí)，只能是三相三線制，線電壓等于相電壓。,5.1.3 三相電源的三角形（）連接（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,三相發(fā)電機(jī)接成三角形供電。 如果誤將U相接反, 會(huì)產(chǎn)生什么后果？ 如何使連接正確？ 解 U相接反時(shí)的電路如圖5.7(a)所示。此時(shí)回路中的電流為,例5.2（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例5.2（二）,圖 5.7 例 5.2 圖, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,教學(xué)方法,與實(shí)際結(jié)合說(shuō)明本節(jié)內(nèi)容, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,思考題,1、對(duì)稱三相電源的星形連接 時(shí)，Ul= UP，線電壓 的相位

5、超前于它所對(duì)應(yīng)相電壓的相位 。 2、正序?qū)ΨQ三相星形連接電源，若 , 則 = V ， = V， = V。 3、正序?qū)ΨQ三相三角形連接電源， 相電壓 則 = V， = V， = V， = V， = V， = 。, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.2 三 相 負(fù) 載, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,目的與要求,掌握三相負(fù)載Y連接與連接的計(jì)算, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,重點(diǎn)與難點(diǎn),重點(diǎn):三相負(fù)載Y連接與連接的計(jì)算 難點(diǎn):三相負(fù)載Y連接的計(jì)算, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.8 三相四線制電路及電壓、電流相量圖,5.2.1 負(fù)載的星形（Y）連接（一）,1. 三相四線制電路, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,

6、1） 負(fù)載的電壓等于電源的電壓 2） 線電流：通過(guò)端線上的電流 相電流：通過(guò)每相的負(fù)載的電流,5.2.1 負(fù)載的星形（Y）連接（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,3）中線電流 4）若對(duì)稱，則,5.2.1 負(fù)載的星形（Y）連接（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,三相四線制電路中, 星形負(fù)載各相阻抗分別為ZU=8+j6, ZV=3j4,ZW=10, 電源線電壓為380V, 求各相電流及中線電流。 解 設(shè)電源為星形連接, 則由題意知,例5.3（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例5.3（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例5.3（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.9 負(fù)載為Y形連接的三相三線

7、制電路,5.2.1 負(fù)載的星形（Y）連接（四）,2 三相三線制電路, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,若負(fù)載對(duì)稱, 即,，則,5.2.1 負(fù)載的星形（Y）連接（五）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.2.1 負(fù)載的星形（Y）連接（六）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.10 負(fù)載的三角形連接及電壓、 電流相量圖,5.2.2 負(fù)載的三角形（）連接（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,1、負(fù)載的相電壓等于電源的線電壓 2、相電流為 3、線電流為,5.2.2 負(fù)載的三角形（）連接（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,如果負(fù)載對(duì)稱, 即,5.2.2 負(fù)載的三角形（）連接（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,可得線

8、電流 線電流有效值為相電流的 倍，相位滯后于相應(yīng)的相電流30,5.2.2 負(fù)載的三角形（）連接（四）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,對(duì)稱負(fù)載接成三角形, 接入線電壓為380V的三相電源,若每相阻抗Z=6+j8, 求負(fù)載各相電流及各線電流。,解 設(shè)線電壓 ，則負(fù)載各相電流,例 5.4, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,教學(xué)方法,與負(fù)載的三角形連接比較, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,思考題,（a） （b） 圖5.11 思考題2圖,1、試述負(fù)載星形連接三相四線制電路和三相三線制電路的異同。2、將圖5.22的各相負(fù)載分別接成星形或三角形，電源的線電 壓為380V，相電壓為220V。每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V

9、。, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.3 對(duì)稱三相電路的分析計(jì)算, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,目的與要求,會(huì)對(duì)對(duì)稱電路進(jìn)行分析, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,重點(diǎn)與難點(diǎn),重點(diǎn):對(duì)稱電路的計(jì)算 難點(diǎn):對(duì)稱電路的計(jì)算, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖5.12 是對(duì)稱三相四線制電路,5.3.1 對(duì)稱星形電路的特點(diǎn)（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.3.1 對(duì)稱星形電路的特點(diǎn)（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.3.1 對(duì)稱星形電路的特點(diǎn)（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.3.1 對(duì)稱星形電路的特點(diǎn)（四）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.3.1 對(duì)稱星形電路的特點(diǎn)（五）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇

10、,5.3.2 對(duì)稱三相電路的一般解法（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.13 兩組對(duì)稱負(fù)載的三相電路,5.3.2 對(duì)稱三相電路的一般解法（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.3.2 對(duì)稱三相電路的一般解法（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.3.2 對(duì)稱三相電路的一般解法（四）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.3.2 對(duì)稱三相電路的一般解法（五）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,對(duì)于具有多組負(fù)載的對(duì)稱三相電路的分析計(jì)算, 一般可用單相法按如下步驟求解: (1) 用等效星形連接的對(duì)稱三相電源的線電壓代替原電路的線電壓; 將電路中三角形連接的負(fù)載, 用等效星形連接的負(fù)載代換。,用單相法求解

11、的步驟（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,用單相法求解的步驟（二）,(2) 假設(shè)中線將電源中性點(diǎn)與負(fù)載中性點(diǎn)連接起來(lái), 使電路形成等效的三相四線制電路。 () 取出一相電路, 單獨(dú)求解。 () 由對(duì)稱性求出其余兩相的電流和電壓。 () 求出原來(lái)三角形連接負(fù)載的各相電流。, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖5.14（a）所示對(duì)稱三相電路中, 負(fù)載每相阻抗Z=6+j8, 端線阻抗Zl=1+j1, 電源線電壓有效值為380V。 求負(fù)載各相電流、 每條端線中的電流、 負(fù)載各相電壓。,圖 5.14 例 5.5 圖,例 5.5（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,設(shè) , 負(fù)載是星形連接, 則負(fù)載端相電流和線電流

12、相等。 即,解 由已知,可得,單獨(dú)畫(huà)出U相電路, 如圖5.14（b）所示。,例 5.5（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例 5.5（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖5.15（a）所示電路中, 電源線電壓有效值為 380V,兩組負(fù)載Z1=12+j16,Z2=48+j36,端線阻抗Zl=1+j2。分別求兩組負(fù)載的相電流、線電流、相電壓、線電壓。 ,圖 5.15 例 5.6 圖,例5.6（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,解 設(shè)電源為一組星形連接的對(duì)稱三相電源,將Z2組三角形連接的負(fù)載等效為星形連接的負(fù)載, 則,例5.6（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例5.6（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)

13、論壇,例5.6（四）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例5.6（五）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例5.6（六）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,教學(xué)方法,講授法, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,思考題,1、什么情況下可將三相電路的計(jì)算轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌嚯娐返挠?jì)算？ 2、三相負(fù)載三角形連接時(shí)，測(cè)出各相電流相等，能否說(shuō)明三相負(fù)載是對(duì)稱的？ 3、對(duì)稱三相電路中，為什么可將兩點(diǎn)中性點(diǎn)N、N短接起來(lái)？, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.4 不對(duì)稱三相電路的分析計(jì)算, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,目的與要求,會(huì)用位形圖法和中點(diǎn)電壓法對(duì)不對(duì)稱電 路分析, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,重點(diǎn)與難點(diǎn),重點(diǎn): 位形圖法、中點(diǎn)電壓法 難點(diǎn):

14、 位形圖法、中點(diǎn)電壓法, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.16 三相電路的位形圖,5.4.1 位形圖, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.17 三相三線制電路,5.4.2 中點(diǎn)電壓法（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.18 中點(diǎn)位移,5.4.2 中點(diǎn)電壓法（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.4.2 中點(diǎn)電壓法（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖5.19（a）所示電路是用來(lái)測(cè)定三相電源相序的儀器, 稱為相序指示器。任意指定電源的一相為U相,把電容C接到U相上, 兩只白熾燈接到另外兩相上。設(shè)R=1/C,試說(shuō)明如何根據(jù)兩只燈的亮度來(lái)確定V、W相。,例5.7（一）, 電子發(fā)燒友 電子技

15、術(shù)論壇,解 這是一個(gè)不對(duì)稱的星形負(fù)載連接電路。設(shè),解 這是一個(gè)不對(duì)稱的星形負(fù)載連接電路。設(shè),例5.7（二）,圖 5.19 例 5.7 圖, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例5.7（三）,顯然, , 從而可知, 較亮的燈接入的為V相, 較暗的為W相。, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,試分析原對(duì)稱星形連接的負(fù)載（無(wú)中線）有一相負(fù)載短路和斷路時(shí), 各相電壓的變化情況。 解 有一相負(fù)載短路和斷路時(shí), 原對(duì)稱三相電路成為不對(duì)稱三相電路。 （1）設(shè)U相短路。,例5.8（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例5.8（二）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.20 對(duì)稱星形連接U相短路及其相量圖,例5.8（三）, 電子

16、發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,（2） 設(shè)U相斷路。,例5.8（四）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,圖 5.21 對(duì)稱星形連接U相斷路及其相量圖,例5.8（五）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,教學(xué)方法,結(jié)合單相電講解本節(jié), 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,思考題,1、三相電路在何種情況下產(chǎn)生中點(diǎn)位移？中點(diǎn)位移對(duì)負(fù)載工 作情況有何種影響？中線的作用是什么？ 2、三相不對(duì)稱負(fù)載作三角形連接時(shí)，若有一相短路，對(duì)其它 兩相工作情況有影響嗎？, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.5 三相電路的功率, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,目的與要求,掌握三相電路功率的計(jì)算, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,重點(diǎn)與 難點(diǎn),重點(diǎn):電源Y 連接，負(fù)載

17、Y 連接 難點(diǎn):負(fù)載Y 連接, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,三相負(fù)載有功功率等于各相負(fù)載有功功率之和。 三相負(fù)載無(wú)功功率等于各相負(fù)載無(wú)功功率之和。,5.5.1 三相電路的有功功率、 無(wú)功功率、 視在功率和功率因數(shù)（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,若三相負(fù)載對(duì)稱，則三相電壓、電流分別對(duì)稱、有效值相等,5.5.1 三相電路的有功功率、 無(wú)功功率、 視在功率和功率因數(shù)（二）,1、三相負(fù)載的有功功率, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.5.1 三相電路的有功功率、 無(wú)功功率、 視在功率和功率因數(shù)（三）,當(dāng)負(fù)載為星形連接時(shí),當(dāng)負(fù)載為三角形連接時(shí),或, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.5.1 三相電路的有功功率

18、、 無(wú)功功率、 視在功率和功率因數(shù)（四）,、三相負(fù)載的無(wú)功功率, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,三相負(fù)載的視在功率定為,若負(fù)載對(duì)稱, 則,5.5.1 三相電路的有功功率、 無(wú)功功率、 視在功率和功率因數(shù)（五）,、三相負(fù)載的視在功率, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,三相負(fù)載的功率因數(shù)為,若負(fù)載對(duì)稱, 則,5.5.1 三相電路的有功功率、 無(wú)功功率、 視在功率和功率因數(shù)（六）,、三相負(fù)載的功率因數(shù), 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,有一對(duì)稱三相負(fù)載, 每相阻抗Z=80+j60, 電源線電壓Ul=380V。求當(dāng)三相負(fù)載分別連接成星形和三角形時(shí)電路的有功功率和無(wú)功功率。 ,例5.9（一）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,例5.9（二）,由阻抗三角形可得,解（1） 負(fù)載為星形連接時(shí), 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,所以,例5.9（三）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,（2） 負(fù)載為三角形連接時(shí),例5.9（四）, 電子發(fā)燒友 電子技術(shù)論壇,5.5.2 對(duì)稱三相電路的瞬時(shí)功率,