第三章三相交流電

1、2022-3-15設(shè)備電路基礎(chǔ)山東職業(yè)學院20222022年年3 3月月1515日星期二日星期二4-2第三章 三相交流電路 3.1 三相交流電源 3.1.1 三相電動勢的產(chǎn)生 3.1.2 三相交流電源的連接3.2 三相負載及三相電路的計算 3.2.1 星形接法及計算 3.2.2 三角形接法及計算3.3 三相電路的功率4-33.1 三相交流電源3.1.1 三相電動勢的產(chǎn)生NSAXe在兩磁極中間，放一個線圈。根據(jù)右手定則可知，線圈中產(chǎn)生感應電動勢，其方向由AX。讓線圈以 的速度順時針旋轉(zhuǎn)。 合理設(shè)計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動勢。tEeAXsin24-4一、三相交流

2、電動勢的產(chǎn)生AXYCBZSN定子轉(zhuǎn)子定子中放三個線圈：A XB YC Z首端末端三線圈空間位置各差120o 轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋轉(zhuǎn)。三個線圈中便產(chǎn)生三個單相電動勢。4-5二、三相電動勢的表示式三相電動勢的特征： 大小相等，頻率相同，相位互差120。240sin120sinsintEetEetEemZCmYBmXA)120sin(tEm1. 三角函數(shù)式4-6AEBECE2. 相量表示式及相互關(guān)系0CBAEEE1201200EEEEEECBAEm BeAeCe4-73.1.2 三相交流電源的連接一、星形接法AeCeBeAXYCBZN 1. 連接方式4-8Ce（中線）（火線）（火線）（火線）c

3、eBeAXYCBZNAe三相四線制供電火線（相線）:ABC中線（零線）：N4-9 2. 三相電源星形接法的兩組電壓CCNBBNAANeueueu相電壓：火線對零線間的電壓。2401200PCNPBNPANUUUUUUCeceBeACBNAe120120120ANUBNUCNUANuBNuCNu4-10線電壓：火線間的電壓。ANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABCABuuuCABN注意規(guī)定的正方向4-11BNUABU線電壓和相電壓的關(guān)系：BNUANUCNU30BNANBNANABUUUUU303ANABUU4-1230 330 3CNANCNCABNCNB

4、NBCUUUUUUUU 同理：303ANBNANABUUUUBNUANUCNUABUBCUCAU4-13線電壓與相電壓的通用關(guān)系表達式：30 3plUUlU pU -為相電壓 -為線電壓在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級為V380 V220lPUU、4-14CZCABYBCAXABUUUUUU plUU二、三角接法ACAuAXYCBZABuBCuBC特點：線電壓=相電壓4-15短路+E三個電源串接能否造成短路？直流電源行嗎？AAeCeBeXYZBC問題討論+-EEE直流電源串接不行，三相交流電源可以， 為什么？4-16AAeCeBeXYZBCEmAeBeCe三相交流電源中三個電源可以

5、串接的原因在于： 三個電源的電壓任何瞬間相加均為零。4-17星形接法ACB NZZZ3.2 三相負載及三相電路的計算三角形接法ACBZZZ負載也有兩種接法:4-18ACBNZZZANuBNuCNuAiCiBiANiCNiBNi相電流(負載上的電流)：CNBNANIII 、3.2.1 星形接法及計算線電流(火線上的電流)：CBAIII 、4-19lpII CNCBNBANAIIIIIIACBNZZZNiAiCiBiANiCNiBNi一、星形接法特點相電流=線電流* CNBNANNIIIINI: 零線電流4-20*線電壓=相電壓3, 線電壓領(lǐng)先于相電壓30。BNUANUCNUABUBCUCAUAC

6、BNZZZANUABUCNUBNUCAUBCU30 330 3CNCABNBCUUUU303ANABUU4-21BiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAe二、負載星形接法時的一般計算方法解題思路： 一般線電壓 為已知，然后根據(jù)電壓和負載求電流。luZUIIuuuupplpLppl4-221. 負載不對稱時，各相單獨計算。如： 已知： 三相負載 R、L、C 以及 三相線電壓：120 120 0lCAlBClABUUUUUU求：各相、各線及中線電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI4-23解：(1) CI CRA B NLCAINIBIANIBNIC

7、NI120 120 0lCAlBClABUUUUUU903130 311503130 31303130 31lCACNlBCBNlABANUUUUUUUUU相電壓線電壓4-24CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNIlpUU31令：則相電壓為：90903115015031303031PlCNPlBNPlANUUUUUUUUU4-25(2) 相電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI30RURUIPANAN18011j901jCUCUCUIPPCNCN240j150jLULULUIPPBNBN4-26CAUABUBCU(3) 中線電流CBANIIIINICNUAN

8、UBNUBNICNIANI(4) 各電流相量關(guān)系18024030CPCNLPBNPANXUIXUIRUI4-27AIBICI2. 負載對稱時，只需計算一相。ZZZZCBA 如：AANANIZUI則：240120ANCCNANBBNIIIIII據(jù)此可直接得出另兩相電流：0CBAOIIII（中線電流為0）CNUANUBNU3. 負載對稱，只要求電流、電壓大小時，僅算一相 有效值即可。4-280CBANIIII)(ZZZZCBA負載對稱時問題及討論零線是否可以取消？答：三相完全對稱時，零線可以取消。稱為 三相三線制。ceACBZZZCeBeAe4-294. 三相三線制供電時各相電流的計算ANNAIB

9、ICIAEBECECB求：各相電流。已知：240220 120220 0220CBAEEE每盞燈的額定值為: 220V、 100W4-30用節(jié)點電位法ANNAIBICIAEBECECBAEBECERRRRNNABCAIBICI4-31RRRRRRUN21121202201202200220 每盞燈為220V、 100W4842PURAEBECERRRRNNABCAIBICI、V 12055NUAIBICI、代入R值得：4-32應用實例-照明電路ACB.一層樓二層樓三層樓N 正確接法:每層樓的燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：V220380PlUU則每盞燈上都可得到額定的工作電壓

10、220V。4-33照明電路的一般畫法零線上不能加刀閘和保險ABCN. . . . . . .一層二層三層4-34討論照明電路能否采用三相三線制供電方式？ACB.一層樓二層樓三層樓N不加零線會不會出現(xiàn)問題?4-35 設(shè)線電壓為380V。A相斷開后，B、C 兩相串連，電壓UBC （380V）加在B、C負載上。如果兩相負載對稱，則每相負載上的電壓為190V。問題1：若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通, 情況如何?ACB.一層樓二層樓三層樓分析：結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。4-36 問題2：若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓 燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的 1/4 ）結(jié)果如何？結(jié)果：二

11、樓燈泡上的電壓超過額定電壓， 燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。ACBR2R3V 76380513RUV 304380542RU分析4-37關(guān)于零線的結(jié)論負載不對稱而又沒有中線時，負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，有的達不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。中線的作用在于，使星形連接的不對稱負載得到相等的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，其上不允許接保險絲也不允許接刀閘。4-383.2.2 三角形接法及計算ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACBlLpUU 特點：負載相電壓=

12、線電壓4-39各電流的計算BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI相電流BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII線電流4-40（2）負載對稱時（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），各相電流有 效值相等，相位互差120 。有效值為：ZUIIIIlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCA（1）負載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。4-41CAABAIII303ABAIICAUABUBCUBICIABICAIBCI303303CACBCBIIII同理：0lA

13、BUU設(shè)：負載為阻性的，阻抗角為 0 。負載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系CAIAIABCABICAIAI4-42負載對稱時三角形接法的特點BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBlLpUU 303plII注意電路中規(guī)定的正方向4-43負載對稱時：cos3pLpIUP 3.3 三相電路的功率CBAPPPP三相總有功功率： 由負載性質(zhì)決定 3plLplIIUU星形接法時： 3 plLplIIUU三角形接法時：cos3llIUP 3.3.1 三相電路的功率的計算4-44llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：無功功率：視在功率：在三相負載對稱的條件下，三相電

14、路的功率：4-45（書 P502）*i1i2u負載一、單相功率的測量 電動式瓦特計在交流電路中cos1UkI其中， 為 間的夾角。ui ,1指針偏轉(zhuǎn)角度電流線圈電壓線圈i2和 u 成正比，且近似同相3.3.1 三相電路的功率的測量4-46二、三相功率的測量 1W*2W*3W*負 載ACBN三相總功率為三個功率表測得數(shù)據(jù)的總和。三相四線制接法，用三個功率表測量：4-47三相總功率等于兩表測得數(shù)據(jù)之和。BuCiBiAiACuBCuACBCuAuAZBZCZ2W*1W*三相三線制的電路中，用二表法測功率：4-48兩表法測量功率的原理：BCBACACBBCAACCBBAAuiuiuuiuuiiuiui

15、upBACiii結(jié)論：三相總功率等于兩表測得數(shù)據(jù)之和。每單個功率表的讀數(shù)沒有意義。實驗用的 三相瓦特計實際上就是根據(jù)“二表法”的原理設(shè)計的。4-49求：功率表W1、W2的讀數(shù)。例2W*電機AICICBUACBABU1W* 已知： 電機的功率為 2.5 kW, 。 866.0cos （設(shè)電機為星形接法，N為其中點。） 電源線電壓為380V，各相對稱。4-502W*電機AICICBUACBABU1W*A386. 4866. 03803105 . 2cos3cos33llllUPIIUP（1）求電流大小4-512W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUV0220NAU設(shè)：ANUABUB

16、CUCAUCBU（2）求電流、電壓的相位關(guān)系V90380V90380V30380CBBCABUUU則：4-522W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUABUANUAIABAUI、間的相位差6011已知電機的866.0cos30866.0cos-1A30386.4AI4-53AUABUBCUCAUCBUAIBICIW3 .83360cos386.4380cos11AABIUPW7 .16660cos386. 4380cos22CCBIUPA90386.4CI同理，由相量圖可得02CBCUI、間的相位差W1的讀數(shù)為833.3瓦W2的讀數(shù)為1666.7瓦4-54相序的判定 三相交流電動勢出現(xiàn)最大值的先后順序稱為三相電源的相序。 A - B - C 稱為順相序 A - C - B 稱為逆相序 將相序指示器接至三相電源上，便可測出相序： 假設(shè)電容C接的是A相，則 L1、L2 較亮者為B相，另一相為C相。證明，請見教材P191和P192C燈泡相序指示器L1L2燈泡4-55三相交流電路的小結(jié)（1）-三相電源三相三線制三相四線制AAeCeBeCBNAeCeBeACBAeCeBeACB三相電源一般都是對稱的，而且多用三相