電工技術(shù)電子技術(shù)-清華-6

1、第6講第四章三相交流電路7/29/20221第四章 三相交流電路 4.1 三相交流電源 4.1.1 三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 4.1.2 三相交流電源的連接4.2 三相負(fù)載及三相電路的計(jì)算 4.2.1 星形接法及計(jì)算 4.2.2 三角形接法及計(jì)算4.3 三相電路的功率7/29/20222本課作業(yè)74-14-24-34-8英6題7/29/202234.1 三相交流電源4.1.1 三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生NSAXe在兩磁極中間，放一個(gè)線圈。根據(jù)右手定則可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向由AX。讓線圈以 的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 合理設(shè)計(jì)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(dòng)勢(shì)。7/29/20224

2、一、三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生AXYCBZSN定子轉(zhuǎn)子定子中放三個(gè)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(gè)線圈中便產(chǎn)生三個(gè)單相電動(dòng)勢(shì)。7/29/20225二、三相電動(dòng)勢(shì)的表示式三相電動(dòng)勢(shì)的特征： 大小相等，頻率相同，相位互差120。1. 三角函數(shù)式7/29/202262. 相量表示式及相互關(guān)系Em 0120240360t1201201207/29/202274.1.2 三相交流電源的連接一、星形接法AXYCBZN 1. 連接方式7/29/20228（中線）（火線）（火線）（火線）AXYCBZN三相四線制供電火線（相線）:ABC中線（零線）：N7/

3、29/20229 2. 三相電源星形接法的兩組電壓相電壓：火線對(duì)零線間的電壓。ACBN120120120三個(gè)相電壓是對(duì)稱的UP代表電源相電壓的有效值7/29/202210線電壓：火線間的電壓。CABN注意規(guī)定的正方向7/29/202211線電壓和相電壓的關(guān)系：307/29/202212 同理：三個(gè)線電壓也是對(duì)稱的：大小相等，為相電壓的 倍，相位領(lǐng)先對(duì)應(yīng)的相電壓30，互成120相位差。7/29/202213線電壓與相電壓的通用關(guān)系表達(dá)式： -為電源的相電壓 -為電源的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(jí)為7/29/202214星形接法ACB NZZZ4.2 三相負(fù)載及三相電路的計(jì)算

4、三角形接法ACBZZZ負(fù)載有兩種接法:7/29/202215ACBNZZZ相電流(負(fù)載上的電流)：4.2.1 三相對(duì)稱負(fù)載星形接法及計(jì)算線電流(火線上的電流)：7/29/202216 ACBNZZZ一、星形接法特點(diǎn)相電流=線電流* : 零線電流7/29/202217*負(fù)載兩端的電壓等于電源的相電壓ACBNZZZ7/29/202218二、負(fù)載星形接法時(shí)的一般計(jì)算方法ACBNZZZ線電流、相電流計(jì)算通式：7/29/202219結(jié)論：三相電源對(duì)稱，負(fù)載對(duì)稱且Y形連接，則三個(gè)線電流也是對(duì)稱的。中線電流為07/29/202220例：三相電源， 三相對(duì)稱負(fù)載，Y型接法，每相求：每相負(fù)載中的電流及各線電流相

5、量。解：設(shè)7/29/2022217/29/2022221. 負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，各相單獨(dú)計(jì)算。如： 已知： 三相負(fù)載 R、L、C 以及 三相線電壓：求：各相、各線及中線電流 CRA B NLC7/29/202223解：(1) CRA B NLC相電壓線電壓7/29/202224 CRA B NLC令：則相電壓為：7/29/202225(2) 相電流 CRA B NLC7/29/202226(3) 中線電流(4) 相量圖7/29/2022272. 負(fù)載對(duì)稱時(shí)，只需計(jì)算一相。 如：則：據(jù)此可直接得出另兩相電流：（中線電流為0）3. 負(fù)載對(duì)稱，只要求電流、電壓大小時(shí)，僅算一相 有效值即可。7/29/202

6、228負(fù)載對(duì)稱時(shí)問(wèn)題及討論零線是否可以取消？答：Y形連接，三相完全對(duì)稱時(shí)，零線可以取消。稱為三相三線制。ACBZZZ7/29/202229三相三線制供電時(shí)，若各相負(fù)載不相等，將如何？ANNCB求：各相負(fù)載電流。已知：每盞燈的額定值為: 220V、 100W7/29/202230用節(jié)點(diǎn)電位法ANNCBRRRRNNABC7/29/202231 每盞燈為220V、 100WRRRRNNABC、代入R值得：7/29/202232應(yīng)用實(shí)例-照明電路ACB.一組二組三組N 正確接法:每組燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：每組燈的數(shù)量可以不等，但每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。能否取

7、消中線？7/29/202233關(guān)于零線的結(jié)論 負(fù)載不對(duì)稱而又沒(méi)有中線時(shí)，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過(guò)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，照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對(duì)稱，所以絕對(duì)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(duì)稱負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線在運(yùn)行中不斷開(kāi)，其上不允許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。 7/29/2022344.2.2 三角形接法及計(jì)算ACB特點(diǎn)：負(fù)載的相電壓=電源的線電壓7/29/202235各電流的計(jì)算ACBZABZBCZCA每相負(fù)載電流線電流7/29/202236（2）負(fù)載對(duì)稱時(shí)（ZAB=ZB

8、C=ZCA=Z ），各相電流有 效值相等，相位互差120 。有效值為：ACBZABZBCZCA（1）負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，先算出各相電流，然后計(jì)算線電流。7/29/202237同理：設(shè)：負(fù)載為阻性的，阻抗角為 0 。負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系A(chǔ)BC7/29/202238負(fù)載對(duì)稱時(shí)三角形接法的特點(diǎn)ACB負(fù)載對(duì)稱三角形接法，負(fù)載兩端的電壓等于電源的線電壓；線電流是相電流的 倍，相位落后對(duì)應(yīng)的相電流30。7/29/202239負(fù)載對(duì)稱時(shí)：4.3 三相電路的功率三相總有功功率： 由負(fù)載性質(zhì)決定星形接法時(shí)：三角形接法時(shí)：4.3.1 三相電路的功率的計(jì)算UP、IP代表負(fù)載上的相電壓和相電流7/29

9、/202240有功功率：無(wú)功功率：視在功率：在三相負(fù)載對(duì)稱的條件下，三相電路的功率：7/29/202241三相交流電路的小結(jié)（1）-三相電源三相四線制ACBN三相電源一般都是對(duì)稱的，而且多用三相四線制接法。7/29/202242三相交流電路的小結(jié)(2)-三相負(fù)載星形負(fù)載三角形負(fù)載ACBNZZZACBZZZ7/29/202243三相交流電路的小結(jié)(3)-三相電路計(jì)算負(fù)載形接法對(duì)稱負(fù)載時(shí)：各相電壓、電流單獨(dú)計(jì)算。負(fù)載不對(duì)稱時(shí)：負(fù)載對(duì)稱時(shí)：電壓對(duì)稱、電流對(duì)稱，只需計(jì)算一相。 求電表讀數(shù)時(shí)，可只算有效值，不算相位。三相電路的計(jì)算要特別注意相位問(wèn)題。負(fù)載Y形接法對(duì)稱負(fù)載時(shí)：7/29/202244三相交流

10、電路的小結(jié)(4)-三相功率計(jì)算三相總功率：負(fù)載對(duì)稱時(shí)：和接法無(wú)關(guān)7/29/202245例1. 設(shè)計(jì)一個(gè)三相電阻爐三相電源,線電壓 。電阻絲每根220V，2kW。設(shè)計(jì)一個(gè)12kW的電阻爐,如何接線?線電流多大?第1方案: 單相，并聯(lián)ANP=2kW6=12kW220V第2方案：三相，Y形ANP=2kW6=12kWBC缺點(diǎn)：造成電網(wǎng)負(fù)載不平衡7/29/202246例2. 三相負(fù)載，Y形接法、接法的計(jì)算三相對(duì)稱電源, 三角形接法的對(duì)稱負(fù)載星形接法的對(duì)稱負(fù)載求：各線電流 、 、ABC（電感性負(fù)載）7/29/202247例2. 解答ABC由7/29/202248例2. 解答續(xù)三角形接法：ABC已知：電阻負(fù)載7/29/202249例2. 解答續(xù)三角形接法：ABC7/29/202250例2. 解答續(xù)星形接法：ABC已知：電感性負(fù)載7/29/2