第5章三相電路

1、+_eeU1U2u2u1U2U1+V2V1+ u3+W1W2W2U1U2V2NSW1-+V1定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組三相繞組: 直流勵磁的電磁鐵直流勵磁的電磁鐵定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子發(fā)電機結(jié)構(gòu)發(fā)電機結(jié)構(gòu))120sin(m2tUu2021mmUUU)2321(212022jUUUmm)2321(212023jUUUmmtUusinm1)120sin(m3tUu1U2U3U對稱三相電動勢的瞬時值之和為對稱三相電動勢的瞬時值之和為 0三個正弦交流電動勢滿足以下特征三個正弦交流電動勢滿足以下特征正序正序0321uuu即：0321UUU或3U1U2U中性點中性點、U2V

2、2W2NL2L3L1u1+u3+u2+(1) 聯(lián)接方式聯(lián)接方式321UUU、pUlU312312UUU、2112UUU3223UUU1331UUU由相量圖可得由相量圖可得L1NL2L3u1+u3+u2+3U+2U+1U12U+23U+31U303112UU303pU1U3U2U2U12U120 120 p 相相電電壓壓線線電電壓壓 時時結(jié)結(jié)論論：電電源源形形聯(lián)聯(lián)UUl結(jié)且超線電壓形聯(lián)結(jié)時結(jié)論：電源,3,Y PUUl三相線電壓也是對稱的前相應(yīng)的相電壓 ,30+L2L1L312U31U23U1503303p331UUU903303223pUUU三相四線制三相四線制380/220380/220伏伏L

3、3 額定相電壓為額定相電壓為220伏的單相負(fù)載伏的單相負(fù)載 額定線電壓為額定線電壓為380伏的三相負(fù)載伏的三相負(fù)載321III、Z2N 電源中性點電源中性點N 負(fù)載中性點負(fù)載中性點1U+2U3U+Z3Z11I2I3INIL3pIpUU3lpII l負(fù)載負(fù)載Y 聯(lián)結(jié)時：聯(lián)結(jié)時：321NIIII333222111 ZUIZUIZUIZ2+1U2U3U+Z3Z11I2I3INIL3 負(fù)載對稱時負(fù)載對稱時,中性線無電流中性線無電流, 可省掉中性線，形成三可省掉中性線，形成三相三線制電路。相三線制電路。0321N IIII中線電流ZZZZ321因為三相電壓對稱，且所以負(fù)載對稱時，所以負(fù)載對稱時，三相電流

4、也對稱。三相電流也對稱。 負(fù)載對稱時，負(fù)載對稱時，只需計算一相電只需計算一相電流，其它兩相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性流可根據(jù)對稱性直接寫出。直接寫出。A15010A9010 A3010321III可知：如：Z2+1U2U3U+Z3Z11I2I3INIL3N+1U2U3U2I3I1ININ R1R2R3L1L3L2組，組，若若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求線電流及求線電流及中性線中性線若若R1=R2= R3 = 5 ，求線電流及中性線電，求線電流及中性線電 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓線電壓 。 負(fù)載為電燈負(fù)載為電

5、燈V)30314sin(238012tu流流 IN ;電流電流 IN 。N+1U2U3U2I3I1ININ R1R2R3L1L3L2中性線電流中性線電流0321NIIII解：解：已知：已知：V02201U(1) 線電流線電流 A A04450220111RUI 三相對稱三相對稱A120442IA120443IV3038012U 三相負(fù)載對稱三相負(fù)載對稱時，中性線中沒有電流，所以中時，中性線中沒有電流，所以中性線可以不要，形成性線可以不要，形成三相三線制三相三線制電路。如：三相異電路。如：三相異步電動機等屬于三相對稱負(fù)載，只接三根線即可。步電動機等屬于三相對稱負(fù)載，只接三根線即可。結(jié)論結(jié)論(2)

6、 三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載不對稱（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分別計算分別計算各線電流各線電流中性線電流中性線電流A12011A20120220333RUIA12022A10120220222RUIA1929A12011A12022A044321NIIIIA044A50220111RUI 三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載不對稱時，由于有中性線，負(fù)載相電時，由于有中性線，負(fù)載相電壓仍等于電源相電壓，保持對稱。但壓仍等于電源相電壓，保持對稱。但三相電流三相電流則則不不對稱對稱，中性線電流不等于零中性線電流不等于零。各相負(fù)載正常工作，。各相負(fù)載正常工作，如照明線路。如照明線路。結(jié)論結(jié)論解解: (1

7、) 中性線未斷中性線未斷 3 此時負(fù)載中性點此時負(fù)載中性點V380,V380,0,03313221211UUUUUUUU 3+1U2U3U L2、L3相燈仍承受相燈仍承受220V電壓電壓, 正常工作。正常工作。A7 .1202103803223RRUIV127107 .1222IR UV254207 .1233IR UIL2L3+ 35.3 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321III、12I23I31I+31UL1L3L2+12U+23UZ12Z23Z3123I12I31I1I2I3I(2) 相電流相電流121212ZUI232323ZUI313131ZUI(1) 負(fù)載相電壓

8、負(fù)載相電壓=電源線電壓電源線電壓即即: Up = Ul即即相電流：相電流：312312III、線電流：線電流： 321III、+31UL1L3L2+12U+23UZ12Z23Z3123I12I31I1I2I3I相量圖相量圖負(fù)載對稱時負(fù)載對稱時, (3) 線電流線電流。3 30 0且且落落后后相相應(yīng)應(yīng)的的相相電電流流( (相相電電流流) ), ,3 3線線電電流流聯(lián)聯(lián)接接時時對對稱稱負(fù)負(fù)載載 : :結(jié)結(jié)論論PIIl 由相量圖可求得由相量圖可求得31121III12232III23313III lIIII321PP330cos2IIIlpllIZUZUZUI01212121201201202323

9、23pllIZUZUZUI120120120313131pllIZUZUZUIU12I121I31II23U23IU313I2I負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源的線電壓電源的線電壓應(yīng)作應(yīng)作 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源線電壓電源線電壓=電源相電壓電源相電壓31應(yīng)作應(yīng)作 Y 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 三相電動機繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三三相電動機繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。llIIUU31 ,pp對稱負(fù)載對稱負(fù)載 聯(lián)結(jié)時：聯(lián)結(jié)時： pllpppIUIUPcos3cos3同理同理p

10、pppsin3 sin3 llIUIUQllIIUUpp ,31對稱負(fù)載對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時：聯(lián)結(jié)時：相電壓與相相電壓與相電流的相位差電流的相位差當(dāng)負(fù)載對稱時：當(dāng)負(fù)載對稱時：P = 3Up Ipcos pllPP223 3 IUIUQPS所以所以正誤判斷正誤判斷ZUIll21121ZZUI21121ZZUIZUIlPP3IIlPUUlP3UUlZUIPP Z2+1U2U3U+Z3Z11I2I3INIL3 11213ZUIWcos23202203803PWcos53202203803PWcos53202202203P正誤判斷正誤判斷1121330ZUI1121330ZUI 5320V3038012Z

11、U三相負(fù)載對稱已知： 有一三相電動機有一三相電動機, 每相的等效電阻每相的等效電阻R = 29 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 試求下列兩種情況下電動機的相電流、試求下列兩種情況下電動機的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果：線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果： (1) 繞組聯(lián)成星形接于繞組聯(lián)成星形接于UL =380 V的三相電源上的三相電源上; (2) 繞組聯(lián)成三角形接于繞組聯(lián)成三角形接于UL=220 V的三相電源上。的三相電源上。例例1:解解: (1)A1.6A8.212922022PPZUIW8 .2129291 . 63803cos322LLIUP

12、Wk2.38.01.63803W或或kW3.2W8 .2129291 . 62203cos322PPIUPWk2 . 3W8 . 05 .102203cos3LLIUPA1.6A8.212922022PPZUI(2)A5.103PLII 比較比較(1), (2)的結(jié)果的結(jié)果: 在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中, 相電壓、相電流相電壓、相電流以及功率都未改變以及功率都未改變，僅，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大 倍倍。3或或kW3.2W8 .2129291 . 62203cos322PPIUPL3ZYR

13、 線電壓線電壓Ul為為380 V的三相電源上，接有兩組對稱的三相電源上，接有兩組對稱三相負(fù)載：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相三相負(fù)載：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗阻抗 ; 另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性負(fù)載，每相電阻負(fù)載，每相電阻RY =10 , 如圖所示。試求：如圖所示。試求：(1)各組負(fù)載的相電流；各組負(fù)載的相電流；(2) 電路線電流；電路線電流；(3) 三相有功功率。三相有功功率。373 .36Z設(shè)設(shè)解：解：V038012UV302201U則例例2:一相電壓與電流的相量圖如圖所示一相電壓與電流的相量圖如圖所示 3747.10A372 A-36.303801

14、21ZUI 322YY A0-11RUI 6713.18337347.10 A0-1I 7.463830226713.18Y A111III1U12UY1I1I1IWk4 .2144809546W223803W8 .013.1838030cos22380337cos13.183803cos3cos3YLLLLYIUIUPPP-30o-67o-46.7o 三相對稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，三相對稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，UL =220V，當(dāng)，當(dāng)S1、 S2 均閉合時，各電流表讀數(shù)均為均閉合時，各電流表讀數(shù)均為17.3A，三相功率，三相功率 P = 4.5 kW，試求，試求: 1) 每相負(fù)載的電阻和感抗；每相負(fù)載的電阻和感抗； 2) S1合、合、S2斷開時斷開時, 各電流表讀數(shù)和有功功率各電流表讀數(shù)和有功功率P； 3) S 1斷、斷、S 2閉合時閉合時, 各電流表讀數(shù)和有功功率各電流表讀數(shù)和有功功率P。例例3：AAAS2ZABZBC223/32.17220PPIUZLL3cosIUP68.01568.022cosZR1.16733.022sinZXL解：解：RXXRZLLarctan,2222(1) 由已知條件可求得由已知條件可求得AAAS2ZABZBC或：或： RXLcossintan;733. 0sin;68. 0cos