《電工與電子學(xué)》課件：第五章三相電路

1、回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出5.1 5.1 三相電壓三相電壓5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路5.3 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路5.4 5.4 三相功率三相功率回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出掌握三相四線制電路中單相及三相負(fù)載的正確聯(lián)掌握三相四線制電路中單相及三相負(fù)載的正確聯(lián)結(jié)，并了解中性線的作用；掌握相電壓（相電流）與結(jié)，并了解中性線的作用；掌握相電壓（相電流）與線電壓（線電流）在對稱三相電路中的相互關(guān)系；掌線電壓（線電流）在對稱三相電路中的相互

2、關(guān)系；掌握對稱三相電路電壓、電流和功率的計(jì)算方法。握對稱三相電路電壓、電流和功率的計(jì)算方法。 三相電源與三相負(fù)載的正確聯(lián)結(jié)，對稱三相電路三相電源與三相負(fù)載的正確聯(lián)結(jié)，對稱三相電路的計(jì)算。的計(jì)算?；刂黜摶刂黜?總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路計(jì)算。負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路計(jì)算。講課講課3 3學(xué)時(shí)，習(xí)題學(xué)時(shí)，習(xí)題1 1學(xué)時(shí)。學(xué)時(shí)。 回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出5.1.1 三相電壓三相電壓每相電樞繞組每相電樞繞組ee+-+-+-u1U1U2-三相交流發(fā)電機(jī)的原理圖三相交流發(fā)電機(jī)的原理圖+ + + +

3、SN+-U1U2W1W2V2V1回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出例如：三相對稱正弦電壓例如：三相對稱正弦電壓相相量量表表示示01UU1202UU1203UU三相對稱交流電：三相對稱交流電：幅值相等，幅值相等，頻率相同，相位互差頻率相同，相位互差120。tUusinm1)120sin(m2tUu)120sin(m3tUu瞬瞬時(shí)時(shí)表表示示 3U1U2U120120相相量量圖圖表表示示5.1 5.1 三相電三相電壓壓Outu1u2u323波波形形表表示示回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出三相對稱正弦電壓的瞬時(shí)值或相

4、量之和為零，即三相對稱正弦電壓的瞬時(shí)值或相量之和為零，即相序：相序：三相交流電壓出現(xiàn)正幅值三相交流電壓出現(xiàn)正幅值( (或相應(yīng)零值或相應(yīng)零值) )的順序。的順序。0321uuu0321UUU電力系統(tǒng)一般采用正序，即電力系統(tǒng)一般采用正序，即U1V2W3。三相電源的聯(lián)結(jié)方式三相電源的聯(lián)結(jié)方式星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)5.1 5.1 三相電三相電壓壓結(jié)論：三相對稱交流電的瞬時(shí)值或相量之和為零。結(jié)論：三相對稱交流電的瞬時(shí)值或相量之和為零。相序分為正序（順序）和反序（逆序）。相序分為正序（順序）和反序（逆序）?；刂黜摶刂黜?總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出+-u3+

5、-u12+-u23+-u31+-u2+-u1中性線中性線( (零線零線) )中性點(diǎn)中性點(diǎn)( (零點(diǎn)零點(diǎn)) )發(fā)電機(jī)的星形聯(lián)結(jié)發(fā)電機(jī)的星形聯(lián)結(jié)5.1.2 三相電源的星形聯(lián)結(jié)三相電源的星形聯(lián)結(jié)5.1 5.1 三相電三相電壓壓U1V1W1NL1L2L3i2i3i1相電壓：相電壓：u1、u2、u3線電壓：線電壓：u12、u23、u31相線相線 ( (端線、火線端線、火線) )相線相線 ( (端線、火線端線、火線) )相線相線 ( (端線、火線端線、火線) )線電流：線電流：i1、i2、i3iUiViW相電流：相電流：iU、iV、iW回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退

6、出退出2112UUU3223UUU1331UUU2U12U1U3U2U3031U3032U3033U線電壓與相電壓的關(guān)系線電壓與相電壓的關(guān)系5.1 5.1 三相電三相電壓壓 30線電壓的有效值一般用線電壓的有效值一般用 Ul 表示表示相電壓的有效值一般用相電壓的有效值一般用 Up 表示表示電源星形聯(lián)結(jié)時(shí)，電源的線電流等于相電流電源星形聯(lián)結(jié)時(shí)，電源的線電流等于相電流線電流與相電流的關(guān)系線電流與相電流的關(guān)系回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出 發(fā)電機(jī)（或變壓器）的繞組連成星形時(shí)，可以形發(fā)電機(jī)（或變壓器）的繞組連成星形時(shí)，可以形成（視負(fù)載對稱與否）三相四線制電

7、路，有可能（視成（視負(fù)載對稱與否）三相四線制電路，有可能（視負(fù)載的聯(lián)結(jié)方式而定）給負(fù)載提供兩種電壓，即相電負(fù)載的聯(lián)結(jié)方式而定）給負(fù)載提供兩種電壓，即相電壓與線電壓。壓與線電壓。 通常在低壓配電系統(tǒng)中（三相四線制）相電壓通常在低壓配電系統(tǒng)中（三相四線制）相電壓為為220V，線電壓為，線電壓為380V。5.1 5.1 三相電三相電壓壓5.1.3 三相電源的三角形聯(lián)結(jié)三相電源的三角形聯(lián)結(jié)結(jié)論：電源星形聯(lián)結(jié)時(shí)，三相線電壓也是對稱的，其結(jié)論：電源星形聯(lián)結(jié)時(shí)，三相線電壓也是對稱的，其大小為相電壓的大小為相電壓的 倍，相位上超前對應(yīng)的相電壓倍，相位上超前對應(yīng)的相電壓 。330只能形成三相三線制電路，提供線電

8、壓。只能形成三相三線制電路，提供線電壓?；刂黜摶刂黜?總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出5.2.1 三相負(fù)載三相負(fù)載三相負(fù)載的連接方式三相負(fù)載的連接方式三相負(fù)載的連接原則三相負(fù)載的連接原則星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)負(fù)載的額定電壓應(yīng)當(dāng)?shù)扔陔娫刺峁┑碾妷?，若不?fù)載的額定電壓應(yīng)當(dāng)?shù)扔陔娫刺峁┑碾妷海舨坏扔?，則需用變壓器；等于，則需用變壓器；單相負(fù)載應(yīng)當(dāng)比較均勻地分配在各相之中。單相負(fù)載應(yīng)當(dāng)比較均勻地分配在各相之中。負(fù)載對稱負(fù)載對稱負(fù)載不對稱負(fù)載不對稱負(fù)載對稱負(fù)載對稱負(fù)載不對稱負(fù)載不對稱回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出

9、電燈電燈( (單相負(fù)載單相負(fù)載) )的的額定電壓為額定電壓為220V電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)( (三相負(fù)載三相負(fù)載) )的的額定電壓為額定電壓為380V5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路電燈與電動(dòng)機(jī)的星形聯(lián)結(jié)電燈與電動(dòng)機(jī)的星形聯(lián)結(jié)L1L2L3N回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出 5.2.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路NL1L2L3+-u1+-u2+-u3i1i2i3iN1Z2Z3ZN負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路負(fù)載端的線電壓：負(fù)載端的

10、線電壓：任意兩負(fù)載端線之間的電壓。任意兩負(fù)載端線之間的電壓。負(fù)載端的相電壓：負(fù)載端的相電壓：每相負(fù)載兩端的每相負(fù)載兩端的電壓。電壓。負(fù)載端的相電壓負(fù)載端的相電壓等于電源端的相等于電源端的相電壓。電壓。負(fù)載端的線電壓等于電源端的線電壓。負(fù)載端的線電壓等于電源端的線電壓?；刂黜摶刂黜?總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出將各相分別看作將各相分別看作單相電路計(jì)算。單相電路計(jì)算。5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路NL1L2L3+-u1+-u2+-u3i1i2i3iN1Z2Z3ZN負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路Y Y：三相三線

11、制三相三線制 Y Y0：三相四線制三相四線制負(fù)載的線電流：負(fù)載的線電流：每根相線中的電流。每根相線中的電流。負(fù)載的相電流：負(fù)載的相電流：每相負(fù)載中的電流。每相負(fù)載中的電流。中線電流：中線電流：流經(jīng)中線的電流。流經(jīng)中線的電流。線電流等線電流等于相電流于相電流321Niiii回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出不不對稱三相負(fù)載星形對稱三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算111111110IZUZUI設(shè)電源相電壓設(shè)電源相電壓 為參考相量，則為參考相量，則1U120 , 120 , 0332211UUUUUU22222222120120IZUZUI3

12、3333333120120IZUZUI111arctanRX222arctanRX333arctanRX321NIIII5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路每每相負(fù)載中相負(fù)載中的電流分別為的電流分別為111ZUI 222ZUI 333ZUI 回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出中性線無電流通過，可去掉中性線中性線無電流通過，可去掉中性線( (三相三線制電路三相三線制電路) )因?yàn)殡娫磁c負(fù)載都對稱，所以負(fù)載因?yàn)殡娫磁c負(fù)載都對稱，所以負(fù)載電流也對稱。電流也對稱。負(fù)載對稱，即負(fù)載對稱，即XRZZZZj32122PPP321XRUZUII

13、II0321NIIII歸為一相的計(jì)算方法：歸為一相的計(jì)算方法：對于對稱三相電路只需計(jì)算一對于對稱三相電路只需計(jì)算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路對稱三相負(fù)載星形對稱三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算22321XRZZZZRXarctan321RXarctan321回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出例例1：有一星形聯(lián)結(jié)的三相負(fù)載，每相的電阻有一星形聯(lián)結(jié)的三相負(fù)載，每相的電阻R = 6，感抗感抗XL = 8。電源電壓對稱，設(shè)。電源

14、電壓對稱，設(shè) ，試求電流。試求電流。V)30sin(238012tu5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路解：解：303121UUZUI11V022030330380A53228 j60220A173222IA67223IA53sin2221tiA173sin2222tiA67sin2223ti回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出例例2：有一星形聯(lián)結(jié)的不對稱三相負(fù)載有一星形聯(lián)結(jié)的不對稱三相負(fù)載( (電燈組電燈組) )，在，在額定電壓額定電壓( (220V) )下其電阻分別為下其電阻分別為R1= 5 ，R2= 10 ，R3 = 20

15、，電源電壓對稱，每相電壓，電源電壓對稱，每相電壓 Up = 220V。試求。試求負(fù)載相電壓、負(fù)載電流及中性線電流。負(fù)載相電壓、負(fù)載電流及中性線電流。333RUI222RUI321NIIII111RUI解：解：A191 .291201112022044A04450220A1202210120220A12011201202205.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載相電壓等于電源相電壓，即負(fù)載相電壓等于電源相電壓，即220V。回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出例例3：有一星形聯(lián)結(jié)的三相不對稱負(fù)載有一星形聯(lián)結(jié)的三相不對稱負(fù)載( (電燈

16、組電燈組) )，L1相短路時(shí)；相短路時(shí)；L1相短路而中性線又?jǐn)嚅_時(shí)；試求相短路而中性線又?jǐn)嚅_時(shí)；試求各相負(fù)載上的電壓。各相負(fù)載上的電壓。解：解：5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路L1L2L3i1i2i3+-N+-+-1u2u3u此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn) 即為即為L1 。 N 0 , 011UU V 380 , 2212UUU V 380 , 3313UUU 此時(shí)，此時(shí)，L2相與相與L3相的電燈組上所加的電壓都超相的電燈組上所加的電壓都超過電燈的額定電壓過電燈的額定電壓( (220V) )，這是不允許的。，這是不允許的。 01UV 22032UU回主頁回主頁 總目錄

17、總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路例例4：有一星形聯(lián)結(jié)的三相不對稱負(fù)載有一星形聯(lián)結(jié)的三相不對稱負(fù)載( (電燈組電燈組) )，L1相斷開時(shí)；相斷開時(shí)；L1相斷開而中性線也斷開時(shí)，試求相斷開而中性線也斷開時(shí)，試求各相負(fù)載上的電壓。各相負(fù)載上的電壓。L1L2L3i1i2i3+-N+-+-1u2u3u解：解：01UV 22032UU此時(shí)電路成為單相電路此時(shí)電路成為單相電路L2L3i+-+3u2uA71220103803223.RRUIV1271071222.IRUV2542071233.IRUL3相負(fù)載端電壓高于額定電壓

18、；相負(fù)載端電壓高于額定電壓；L2相負(fù)載端電壓低于額定電壓。相負(fù)載端電壓低于額定電壓?；刂黜摶刂黜?總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出負(fù)載不對稱而又沒有中性線的星形聯(lián)結(jié)，負(fù)載的相負(fù)載不對稱而又沒有中性線的星形聯(lián)結(jié)，負(fù)載的相電壓就不對稱，此時(shí)勢必引起有的相的電壓高于負(fù)載電壓就不對稱，此時(shí)勢必引起有的相的電壓高于負(fù)載的額定電壓，有的相的電壓低于負(fù)載的額定電壓，使的額定電壓，有的相的電壓低于負(fù)載的額定電壓，使負(fù)載無法正常工作。負(fù)載無法正常工作。 中性線的作用在于使星形聯(lián)結(jié)的不對稱負(fù)載的相電中性線的作用在于使星形聯(lián)結(jié)的不對稱負(fù)載的相電壓對稱。壓對稱。為了保證負(fù)載的相電壓對稱，

19、中性線不能斷為了保證負(fù)載的相電壓對稱，中性線不能斷開，中性線開，中性線( (指干線指干線) )內(nèi)不允許接熔斷器或閘刀開關(guān)。內(nèi)不允許接熔斷器或閘刀開關(guān)。 結(jié)論結(jié)論5.2 5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路照明負(fù)載通常是不對稱的，需采用三相四線制電路；照明負(fù)載通常是不對稱的，需采用三相四線制電路；三相電動(dòng)機(jī)通常是對稱的，需采用三相三線制電路。三相電動(dòng)機(jī)通常是對稱的，需采用三相三線制電路?；刂黜摶刂黜?總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出12Z23Z31Zi1i12i23i31u23+-L1L2L3i2i3u12+-u31+- 負(fù)載的相電壓等于電源負(fù)載的相

20、電壓等于電源的線電壓。由于通常電源的的線電壓。由于通常電源的線電壓都對稱，因此不論負(fù)線電壓都對稱，因此不論負(fù)載對稱與否，其相電壓總是載對稱與否，其相電壓總是對稱的，即對稱的，即p312312UUUUUl負(fù)載的相電壓等于其線電壓；負(fù)載的相電壓等于其線電壓；負(fù)載的相電流不等于其線電流。負(fù)載的相電流不等于其線電流?；刂黜摶刂黜?總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出不對稱負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的相電流與線電流的關(guān)系不對稱負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的相電流與線電流的關(guān)系121212ZUI232323ZUI313131ZUI線電流線電流 相電流相電流31121III5.3 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三

21、相電路負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路121212arctanRX121212ZUI232323arctanRX232323ZUI313131arctanRX313131ZUI12232III23313III回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出若負(fù)載對稱，即若負(fù)載對稱，即ZUIIIIPP3123125.3 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路對稱負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的相電流與線電流的關(guān)系對稱負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的相電流與線電流的關(guān)系則負(fù)載的相電流也對稱，即則負(fù)載的相電流也對稱，即22312312XRZZZZRXarctan312312RXarctan31

22、2312回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出12U23U31U12I23I31I1I302I12I3031I303I23I 三相電動(dòng)機(jī)的繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以接成三相電動(dòng)機(jī)的繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以接成三角形，而照明負(fù)載一般都接成星形三角形，而照明負(fù)載一般都接成星形( (具有中性線具有中性線) )。303121II5.3 5.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路 由相量圖可知負(fù)載的線電流對稱，其大小為負(fù)載由相量圖可知負(fù)載的線電流對稱，其大小為負(fù)載相電壓的相電壓的 倍，負(fù)載線電流滯后其相應(yīng)相電流倍，負(fù)載線電流滯后其相應(yīng)相電流30。3303232II303313II31121III12232III23313III回主頁回主頁 總目錄總目錄 章目錄章目錄 上一頁上一頁 下一頁下一頁退出退出 不論負(fù)載是星形聯(lián)結(jié)或是三角形不論負(fù)載是星形聯(lián)結(jié)或是三角形聯(lián)結(jié)，總的有功聯(lián)結(jié)，總的有功功率必定等于各相有功功率之和。功率必定等于各相有功功率之和。pp3