四、三相交流電路的簡(jiǎn)單分析和計(jì)算

1、四、三相正弦交流電四、三相正弦交流電路的簡(jiǎn)單計(jì)算和分析路的簡(jiǎn)單計(jì)算和分析盧秀清盧秀清一、三相電動(dòng)勢(shì)二、三相電路三、三相電路的電壓、電流及功率四、三相電路的計(jì)算五、對(duì)稱分量法六、整流濾波電路教學(xué)任務(wù)教學(xué)任務(wù)1、三相電動(dòng)勢(shì)是由三相交流發(fā)電機(jī)利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的。鐵心（作為導(dǎo)磁路徑）發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子轉(zhuǎn)子：電磁鐵三相繞組匝數(shù)空間彼此間相位差是120 一、三相電動(dòng)勢(shì)2、三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的表示形式有：解析式表示法：e eu u=E=Em msinsint te ev v= =E Em msinsin( (t t-120-120) )e ew w= =E Em msinsin ( (t-t-240240)

2、) =E =Em msinsin(t+120t+120) )n+SN鐵心繞組U1U1U2U2W1W1V1V1V2V2W2W2單相繞組單相繞組三相繞組的三相電動(dòng)勢(shì)三相繞組的三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等幅值相等, 頻率相同頻率相同, 彼彼此之間相位相差此之間相位相差120。U1U1U U2三相繞組三相繞組U1U1U2U2V1V1V2V2W1W1W2W2發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)120120U UU U U UW W U UV V 120120120120三相電壓相量圖三相電壓相量圖ut2 /3/32 /3/32 2）波形圖表示）波形圖表示3 3）向量圖表示）向量圖表示三個(gè)最大值相等三個(gè)最大值相等 角頻率相同角頻率相同 相

3、位互差是相位互差是120120 Uu uUv vUw w0UUUWVUu uU U+u+uV V+u+uW W=0=0對(duì)稱正弦對(duì)稱正弦量特點(diǎn)為：量特點(diǎn)為：正弦量的相序：三相交流電在相位上的三相交流電在相位上的先后次序稱為先后次序稱為。 上述的三相電源的相序?yàn)樯鲜龅娜嚯娫吹南嘈驗(yàn)閁VW。在電力在電力系統(tǒng)中一般用系統(tǒng)中一般用黃黃、綠綠、紅紅 區(qū)別區(qū)別U U、V V、W W 三相。三相。U Um mUUm m t t0 02 2 U UU UU UW WU UV V順序順序：相序?yàn)椋合嘈驗(yàn)閁VW。逆序逆序：相序?yàn)椋合嘈驗(yàn)閁 W V 。 三相發(fā)電機(jī)中各繞組三相發(fā)電機(jī)中各繞組電動(dòng)勢(shì)到達(dá)幅值（或電動(dòng)勢(shì)到

4、達(dá)幅值（或零值）的先后次序。零值）的先后次序。1、定義：三相電路是當(dāng)代電力系統(tǒng)的主要供電方式，由三相電源和三相負(fù)載組成。如果三相電源和三相負(fù)載都是對(duì)稱的，則這個(gè)電路叫三相對(duì)稱電路，負(fù)責(zé)為三相不對(duì)稱電路。2、三相電源和負(fù)載的連接三相電源（繞組）或負(fù)載都有星形和三角形兩種接線方式。星形連接的對(duì)稱負(fù)載多采用三相三線制供電；如如。不對(duì)稱負(fù)載，則采用三相四線制供電；如如對(duì)三角形負(fù)載對(duì)稱與否都采用三相三線制供電。二、三相電路如果三相負(fù)載對(duì)稱, 中線中無電流, 故可將中線除去, 而成為三相三線制系統(tǒng)。但是如果三相負(fù)載不對(duì)稱, 中線上就會(huì)有電流I IN N通過, 此時(shí)中線是不能被除去的, 否則會(huì)造成負(fù)載上三相

5、電壓嚴(yán)重不對(duì)稱, 使電設(shè)備不能正常工作。三、三相四線制N中性點(diǎn)或零點(diǎn)N 星形連接:把發(fā)電機(jī)三相繞組的末端U2;V2;W2接成一點(diǎn)。而從始端U1;V1;W1引出三根線。 這種聯(lián)接方式稱為電源的星形聯(lián)結(jié)。中線或零線線電壓相電壓目前，我國(guó)供電系統(tǒng)線電壓 380V，相電壓220V。 三相四線制火線uvwuVWUVWUVW中線：從中性點(diǎn)引出的輸電線稱為中性線。零點(diǎn)：中性線接大地，并把接地的中性點(diǎn)稱為零點(diǎn)，把接地的中性線稱為零線。火線：從三個(gè)線圈的始端引出的輸電線稱為端線或相線。線電壓：端線與端線之間的電壓稱之。用uv;vw;wu表示。相電壓：端線與中線之間的電壓稱之。用u;v;w表示。三相四線制三相負(fù)載

6、的星形連接1、相關(guān)名詞：相電流：每項(xiàng)繞組或每項(xiàng)負(fù)載上流過的電流，有效值用Iu,Iv,Iw表示，一般用I相負(fù)載上電流與電壓方向一致。線電流：通過每根端線的電流，有效值為Iu,Iv,Iw一般用I線表示，其方向由電源指向負(fù)載。中線電流：中線上流過的電流，用IN表示，正方向由負(fù)載指向電源。i iv vi iw wi iN Ni iu uN N 三相交流三相交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)u uv vw wuUvUwUN Nuvw把三相負(fù)載分別接在三相電源的一根相線和中線之把三相負(fù)載分別接在三相電源的一根相線和中線之間的接法稱為三相負(fù)載的星形連接（常用間的接法稱為三相負(fù)載的星形連接（常用 “Y”標(biāo)記）標(biāo)記）如下圖所示，

7、圖中如下圖所示，圖中ZU、ZV、ZW為各負(fù)載的阻抗值，為各負(fù)載的阻抗值，N 為負(fù)載的中性點(diǎn)。為負(fù)載的中性點(diǎn)。三相負(fù)載的星形連接三相負(fù)載的星形連接負(fù)載中電流負(fù)載中電流:中性線中的電流為中性線中的電流為:ZUIvvvZUIwwZUIwWUNIIIIV若負(fù)載對(duì)稱，即若負(fù)載對(duì)稱，即WVUZZZ0WUNIIIIV三相負(fù)載的星形連接三相負(fù)載的星形連接uuuZUI120120120120120120對(duì)稱負(fù)載的相量圖對(duì)稱負(fù)載的相量圖2、相電流、線電流、中線電流的關(guān)系三相四線制電路中，相電流等于線電流， 即：IY線=IY相。中線電流等于三個(gè)線電流的相量之和。即：WUNIIIIV三相負(fù)載的三角形連接三相負(fù)載的三角

8、形連接1、三相負(fù)載的三角連接、三相負(fù)載的三角連接三角形連接法三角形連接法：把：把三相負(fù)載分別接在三相負(fù)載分別接在三相電源的每?jī)筛嚯娫吹拿績(jī)筛司€之間稱之。端線之間稱之。在三角形連接中，在三角形連接中，U線線與與U相相關(guān)系：關(guān)系： U線線=U相相。iWUVWiViWUiVWiUVuUVuVWuWUZ ZUVUVZ ZVWVWZ ZWUWUiU利用KCL作相量圖得。1）三相負(fù)載做三角形連接時(shí),三個(gè)相電流和三個(gè)線電流的大小關(guān)系和相位關(guān)系.2)據(jù)KCL可知：IUIVIWIWUIUVIVW-IWU線電流與相電流的關(guān)系：WUUVUIIIUVVWVIIIVWWUWIII由相量圖得：由相量圖得：I IU

9、U= I= IUVUV3I I線線= I= I相相3相位關(guān)系：線電流總是滯后于相電流相位關(guān)系：線電流總是滯后于相電流30三、三相電路的電壓、電流及功率 方式方式星形連接星形連接三角形連接三角形連接負(fù)載相電壓與負(fù)載相電壓與電源電壓的關(guān)系電源電壓的關(guān)系1、數(shù)量關(guān)系、數(shù)量關(guān)系: U U線線=3U3U相相 2、相位關(guān)系：相位關(guān)系：U U線線超前于超前于U U相相3030 U U相相=U=U線線線電流與相線電流與相電流的關(guān)系電流的關(guān)系I I線線Y Y=I=I相相Y Y1、數(shù)量關(guān)系：、數(shù)量關(guān)系：I I線線=3I=3I相相 2、相位關(guān)系：、相位關(guān)系：I I線線滯后滯后I I相相3030有功功率有功功率P=3

10、IP=3I相相Y YU U相相Y Ycoscos=3I=3I線線U U線線coscosP=3IP=3I相相U U相相coscos=3I=3I線線U U線線coscos無功功率無功功率Q=3IQ=3I相相U U相相sinsin=3I=3I線線U U線線sinsinQ=3IQ=3I相相U U相相sinsin=3I=3I線線U U線線sinsin視在功率視在功率S=3IS=3I線線U U線線 =3I=3I相相U U相相S=3IS=3I線線U U線線 =3I=3I相相U U相相關(guān)系關(guān)系1、對(duì)稱三相電路的計(jì)算，可以利用對(duì)稱關(guān)系使計(jì)算過程簡(jiǎn)化為單相電路計(jì)算。計(jì)算公式是 I相=U相/Z相，=arctan(X

11、/R)2、不對(duì)稱三相電路的計(jì)算，原則上可視為一般復(fù)雜交流電路的計(jì)算。連接方式不同（如星形和三角形）或供電方式不同（如四線制和三線制）時(shí)，計(jì)算的過程和方法也不同。3、中線的作用：是使負(fù)載Y連接的中點(diǎn)保持等電位，從而是三相負(fù)載成為三個(gè)獨(dú)立的互不影響的電路。四、三相電路的計(jì)算三相三線制：三相三線制：線電壓線電壓=380V=380V 某三層樓房，若每層裝入照明燈的盞數(shù)及每盞燈的額定功率某三層樓房，若每層裝入照明燈的盞數(shù)及每盞燈的額定功率完全相同。完全相同。試分析能否采用圖示試分析能否采用圖示三相三相三線制三線制的接線方式供電？的接線方式供電？ZACB.一一樓樓二二樓樓三三樓樓220V220V100W1

12、00WN三相三線制：三相三線制：線電壓線電壓=380V=380V情況情況1 1：一樓全部斷開，一樓全部斷開，二、三樓全部接通。二、三樓全部接通。二、三兩層樓的燈承受的二、三兩層樓的燈承受的電壓是電壓是380V380V線電壓線電壓U UBCBC 。結(jié)果：每盞燈上的電壓結(jié)果：每盞燈上的電壓為為190V190V，電燈變暗。，電燈變暗。ACBZACB.一層樓一層樓二層樓二層樓三層樓三層樓220V220V100W100WN情況情況2 2：一樓的燈全斷，三樓：一樓的燈全斷，三樓的燈全通，二樓有的燈全通，二樓有1/41/4接通。接通。V 76380513RU結(jié)果：二樓燈泡的電壓超過額定值，結(jié)果：二樓燈泡的電

13、壓超過額定值， 燈泡被燒毀。燈泡被燒毀。V 304380542RUACBR2R3五、對(duì)稱分量法1、任何一組不對(duì)稱三相正弦量都可以分解為：正序（U-V-W-U），負(fù)序（U-W-V-U）和零序（相位差為零）三組對(duì)稱分量。2、三線制電路的線電流中不含有零序分量。中線是零序電流通路，中線電流等于線電流零序分量的三倍。線電壓中不含有零序分量處于同一線電壓下的不同星形連接負(fù)載，他們相電壓的正序分量相同，負(fù)序分量也相同，不同的只是零序分量。3、對(duì)稱分量法的實(shí)質(zhì)是根據(jù)疊加原理，把一組不對(duì)稱電壓分解為三組對(duì)稱電壓，把一個(gè)不對(duì)稱電路處理為三個(gè)對(duì)稱電路的疊加，從而解決了旋轉(zhuǎn)電機(jī)在不對(duì)稱運(yùn)行情況下的分析計(jì)算問題。1、整流電路是將交流電變?yōu)槊}動(dòng)的直流電，濾波電路可減小脈動(dòng)使直流電壓更加平滑，2、按交流電源不同可分為單相、三相整流電路，按輸出波形的不同可分為半波整流和全波整流。最常見的