第三章_三相交流電路

1、第第3章章第第3章章3-1 三相電源三相電源3-2 三相負(fù)載的連接三相負(fù)載的連接3-3 三相負(fù)載的功率三相負(fù)載的功率第第3章章1. 對稱三相正弦電動勢對稱三相正弦電動勢 NSXBYCZA三繞組在三繞組在)120sin(2)120sin(2sin2PCPBPAtUutUutUu尾端：尾端： X Y Z首端：首端： A B C 第第1頁頁對稱三相交流電波形圖對稱三相交流電波形圖u0TuAuBuCt120120120UBUAUC對稱三相電壓相量圖對稱三相電壓相量圖第第2頁頁2. 三相電源的星形（三相電源的星形（Y）連接方式）連接方式（中線）或（零線）（中線）或（零線）（火線）或（相線）（火線）或（相

2、線）（火線）（火線）（火線）（火線）三相四線制供電方式三相四線制供電方式ACBNCeXYZuAuBuC第第3頁頁CCNBBNAANuuuuuu火線火線對對零線零線間的電壓。間的電壓。1201200CNBNANPPPUUUUUUANuBNuCNu三個相電壓是對稱的三個相電壓是對稱的UP相量圖相量圖CeXYZuAuBuCACBN120120120UBNUANUCN第第4頁頁)()()(ANCNANCNCACNBNCNBNBCBNANBNANABUUUUUUUUUUUUUUU火線火線對對火線火線間的電壓。間的電壓。1503039030330303CNCABNBCANABlllUUUUUUUUUABu

3、BCuCAuUl相量圖相量圖CeXYZuAuBuCACBN-UBNUABUCN-UBCUAN-UCA注意規(guī)定的正方向注意規(guī)定的正方向相、線電壓關(guān)系式相、線電壓關(guān)系式第第5頁頁30303030 3plUU 在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級為電壓等級為:V220 V380PlUU、V127 V220PlUU、 三相電源繞組還可以連接成三角形，但電三相電源繞組還可以連接成三角形，但電源繞組三角接時只能向負(fù)載提供一種電壓：源繞組三角接時只能向負(fù)載提供一種電壓：第第6頁頁ABC NZZZ電流電流iCiBiA電流電流Y接接等于等于；負(fù)載中通過的電流稱為負(fù)載中

4、通過的電流稱為；plII接時：YiN電流電流 三相電源三相電源對稱對稱、三相、三相Y接負(fù)載也接負(fù)載也對稱對稱的情況下，三的情況下，三相負(fù)載電流也是相負(fù)載電流也是對稱對稱的，此時的，此時中線電流為零中線電流為零?；鹁€上通過的電流稱為火線上通過的電流稱為；中線上通過的電流稱為中線上通過的電流稱為；CBANIIII各相負(fù)載中通過的電流分別為：各相負(fù)載中通過的電流分別為：CCCBBBAAAZ Z ZUIUIUI；中線電流：中線電流： 顯然顯然第第7頁頁 電源線電壓為電源線電壓為380V，三相對稱負(fù)載，三相對稱負(fù)載Y接，接，Z=3+j4,求：求：各相負(fù)載中的電流及中線電流。各相負(fù)載中的電流及中線電流。

5、V22033803lpUU設(shè)設(shè)V0220AUV120220BUV120220CU1 .53543jZA1 .53441 .5350220AAZUI例例：解解：根據(jù)根據(jù)可得：可得：A1.17344BIA9.6644CI 由此例可得，對稱由此例可得，對稱三相電路的計算可歸結(jié)三相電路的計算可歸結(jié)為一相電路計算，其它為一相電路計算，其它兩相根據(jù)對稱關(guān)系可直兩相根據(jù)對稱關(guān)系可直接寫出。接寫出。0CBANIIII第第8頁頁0CBANIIII)(ZZZZCBA負(fù)載對稱時負(fù)載對稱時問題及討論問題及討論Y形連接三相完全對稱時，零線可以取消。形連接三相完全對稱時，零線可以取消。稱為三相三線制。稱為三相三線制。答：

6、答：CuAZCeBuAuZZCB第第9頁頁應(yīng)用實例應(yīng)用實例-照明電路照明電路每組燈相每組燈相互并聯(lián)互并聯(lián),然后分別接然后分別接至各相電壓上。設(shè)至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：電源電壓為：V220380PlUU 當(dāng)有中線時，每組燈的數(shù)量可以相等也可以不等，當(dāng)有中線時，每組燈的數(shù)量可以相等也可以不等，但每盞燈上都可但每盞燈上都可A.一組一組二組二組三組三組CBN若三相不對若三相不對稱，能否去稱，能否去掉中線？掉中線？第第10頁頁 如果三相照明電路的如果三相照明電路的中線因故斷開，當(dāng)發(fā)生一相燈負(fù)中線因故斷開，當(dāng)發(fā)生一相燈負(fù)載全部斷開時或一相發(fā)生短路，電路會出現(xiàn)什么情況？載全部斷開時或一相發(fā)生短路，電路會

7、出現(xiàn)什么情況？ 分析分析如果如果，設(shè)又發(fā)生，設(shè)又發(fā)生，此時，此時B、C相都會與短相都會與短接線構(gòu)成通路，兩相端電壓接線構(gòu)成通路，兩相端電壓均為線電壓均為線電壓380V，因此，因此B、C相由于相由于。 由此可得，由此可得，是使是使 如果如果，設(shè)，設(shè)A相燈負(fù)相燈負(fù)載又載又，此時，此時B、C兩相構(gòu)兩相構(gòu)成串聯(lián)，其端電壓為電源線電壓成串聯(lián)，其端電壓為電源線電壓380V。 若若B、C相相對稱對稱，各相端電壓，各相端電壓為為190V，均低于額定值，均低于額定值220V而而；若；若B、C相相不對稱不對稱，則負(fù)載多（電阻?。┑囊幌鄤t負(fù)載多（電阻?。┑囊幌?，負(fù)載少（電，負(fù)載少（電阻大）的一相阻大）的一相。*第第

8、11頁頁 負(fù)載不對稱而又沒有中線時，負(fù)載上可能得到負(fù)載不對稱而又沒有中線時，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不到額定電壓，都不能正常工作。比如，有的達(dá)不到額定電壓，都不能正常工作。比如， 中線的作用在于，使星形連接的不對稱中線的作用在于，使星形連接的不對稱負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線在運行中負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，其上不斷開，其上。 第第12頁頁解：解：(1) 每只燈工作時的電阻為每只燈工作時的電阻為 全部燈接入時每相全部燈接入時每相60個燈的總電阻為個燈的總電阻為 4841002202

9、2NNPUR07. 860/484PR各相負(fù)載電流的有效值為各相負(fù)載電流的有效值為ARUIPPP26.2707. 8220因白熾燈是純電阻負(fù)載，其各相電壓和電流同相位，故有因白熾燈是純電阻負(fù)載，其各相電壓和電流同相位，故有AIAIAICBA12026.2712026.27026.27中線電流中線電流 0CBANIIII相量圖相量圖 (2) 當(dāng)部分接入時A相接入60個 1 .124048440RRBB相接入相接入4040個個07. 8AR2 .2420484CRIAIAIAICBA09. 92 .2422018.181 .1222026.2707. 8220三相負(fù)載不對稱，三相負(fù)載不對稱，但由于

10、有中線存但由于有中線存在，各負(fù)載相電在，各負(fù)載相電壓不變，從而可壓不變，從而可算出各相電流有算出各相電流有效值為效值為其相量形式為其相量形式為AIAIAICBA12009. 912018.18026.27中線電流中線電流1209.09120-18.18026.27CBANIIII)866. 05 . 0(09. 9)866. 05 . 0(18.1826.27jjA3064.1587. 763.13j電電壓壓電電流流相相量量圖圖(3)當(dāng)有中性線，當(dāng)有中性線，A相全部斷開相全部斷開(R=)，B相接入相接入40個燈，個燈，C相接入相接入20個燈時，如下圖所示。個燈時，如下圖所示。此種情況下，各相電

11、流為此種情況下，各相電流為AIAIICBA12009. 912018.180中線電流為中線電流為CBNIIIAj15074.15873. 763.1312009. 912018.18電壓電壓電流電流相量相量 圖圖(4)若中線斷開，其他情況如若中線斷開，其他情況如(3)，電路如圖，電路如圖(a)所示。所示。 這時電流這時電流IA=0，B相和相和C相白相白熾燈串聯(lián)接到線電壓熾燈串聯(lián)接到線電壓UBC上，則上，則ARRUIICBBCCB47.102 .241 .12380B相和相和C相燈組的電壓為相燈組的電壓為VRIUVRIUCCCBBB37.2532 .2447.1069.1261 .1247.10

12、由此例可知。對于星接不對稱負(fù)載，若由此例可知。對于星接不對稱負(fù)載，若中線斷開，將使三相負(fù)載的電壓不再對中線斷開，將使三相負(fù)載的電壓不再對稱，有的負(fù)載端電壓升高，有的負(fù)載端稱，有的負(fù)載端電壓升高，有的負(fù)載端電壓下降，負(fù)載不能在額定電壓下正常電壓下降，負(fù)載不能在額定電壓下正常工作。工作。uCAuBCuAB接接等于等于；負(fù)載中通過的電流稱為負(fù)載中通過的電流稱為；plUU接時：火線上通過的電流稱為火線上通過的電流稱為；BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII各相負(fù)載中通過的電流分別為：各相負(fù)載中通過的電流分別為：CACACABCBCBCABABABZ Z ZUIUIUI；各線電流與相電流的關(guān)系

13、為：各線電流與相電流的關(guān)系為：ABCZZZ電流電流iBiCiA電流電流iABiBCiCA第第13頁頁電流相量圖電流相量圖-IBCIAICA-IBIAB-IC 三相電源三相電源、三相、三相接負(fù)載也接負(fù)載也的情況下，三相的情況下，三相負(fù)載中的負(fù)載中的相電流相電流iAB、iBC、iCA也是也是的，火線上通過的的，火線上通過的三個三個線電流線電流iA、iB、iC也也。 由相量圖還可看出，在三相對稱情況下，由相量圖還可看出，在三相對稱情況下，。 ）（）（）（BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII線、相電流關(guān)系式為：線、相電流關(guān)系式為：第第14頁頁303030 【例【例3-23-2】三相對稱電源

14、電壓】三相對稱電源電壓UL=380V，對稱三相負(fù)，對稱三相負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，每相阻為載作三角形聯(lián)結(jié)，每相阻為Z=(16+j12)，試求此負(fù)，試求此負(fù)載的相電流載的相電流I IP P 和線電流和線電流I IL L。 解：解：接時，接時， 各相負(fù)載阻抗為各相負(fù)載阻抗為 各相電流有效值為各相電流有效值為 各線電流為各線電流為 相電壓與相電流的相位差為相電壓與相電流的相位差為 VUULP3809 .3620)1216(jZAZUIPP1920380AAIIPL0 .3219339 .36161211tgRXtgL負(fù)載負(fù)載時：時：cos3cos3llppIUIUPCBAPPPP三相總有功功率：三相總有功

15、功率： 3plplIIUU星形接法時：星形接法時： 3 plplIIUU三角形接法時：三角形接法時：cos3llIUP 和接法有和接法有無關(guān)系？無關(guān)系？第第15頁頁llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：有功功率：無功功率：無功功率：視在功率：視在功率：在三相負(fù)載對稱的條件下，三相電路的功率：在三相負(fù)載對稱的條件下，三相電路的功率：UVWM3W1W2測量方法如圖示測量方法如圖示 第第16頁頁 【例3-3】三相電動機是一種對稱三相負(fù)載，若某電動三相電動機是一種對稱三相負(fù)載，若某電動機每相繞組的阻抗為機每相繞組的阻抗為 Z=(20+j15) ，作星形聯(lián)結(jié)，接，作星形聯(lián)結(jié)，接于線電壓于線電壓UL=380V 的對稱三相電源上，試求此電動機的對稱三相電源上，試求此電動機取用的電功率。取用的電功率。 解：每相阻抗為解：每相阻抗為 相電壓為相電壓為 Y接時線電流等于相電流接時線電流等于相電流 三相功率為三相功率為 9 .3625)1520(jZVUULP22033803AZUIIPPL8 . 825220KWWIUPLL634. 446349 .36cos8 . 83803cos3人有了知識，就會具備各種分析能力，人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，所以我們要勤懇讀書，廣泛閱