相交流电路及其应用.ppt

第3章三相交流电路及其应用,3.1三相电源产生,第3章三相交流电路及其应用,3.1三相电源及其连接三相正弦电压源是三相电路中最基本的组成部分，电力系统中，就是三相交流发电机的三相绕组，如图6-1所示。它的解析式为,(6-1),式中Up为相电压的有效值。它们的波形如图6-2a所示。,对应的相量为,相量图如图6.2(b)所示。式中是工程上为方便而引入的单位相量算子。,图6.1三相正弦电压源,相量图如图6.2(b)所示。式中是工程上为方便而引入的单位相量算子。,(62),图6.2对称三相电压的波形及相量图,在波形图上，同一时刻三相电压的瞬时值代数和为零，,由式(467)还可得出相量的关系,(63),(64),对称三相电压的相量图可画成图6.2(c)所示的等边三角形。三相电源的连接三相电源的Y形连接方式图6.3(a)是三相电源的Y形连接方式。,(65),把式(66)所表示的相电压代入式(469)得,同理可得,相量图如图6.3(b)所示。三相电源的形连接供电时，有三相四线制和三相三线制。,图6.3三相电源的Y形连接,.三相电源的形联接将三个电压源的首、末端顺次序相连，再从三个连接点引出三根端线、。这样就构成形连接，如图6.4(a)所示。,图6.4三相电源的形连接,3.2三相负载的连接.负载的形连接对于不对称的三相负载，供电系统为三相四线制。对称三相负载为三相三线制。,图6.5三相负载的形连接,每相负载的电流称为相电流，有效值用P表示，三相电流分别为,每个端线的电流称为线电流，有效值用It表示。相量图如图4.5(b)所示。线电流与相应的相电流相等。所以，负载为形连接时，线电流和相电流表示为不对称三相负载，线电流不对称，则,(66),不对称三相负载的相电压对称，是因为中线的作用。否则，相电压就不对称。2三相负载的形连接三相负载形连接时，各相首尾端依次相联，三个连接点分别与电源的端线相连接。要求供电系统为三相三线制，如图,6.6所示。三相负载无论对称与否，相电压一般总是对称的。每相负载的电流，即相电流，用iab、ibc、ica表示，它们的相量,各线电流的相量为,根据KCL，有,对于对称三相负载,负载的相电流,它们是对称的，其线电流也是对称的，其向量图如图6.6所示。,图6.6形连接时电流的相量图,例3.1Y形连接的三相负载接到线电压为380V的三相四线制供电线路上。试求：(1)每相负载的阻抗ZA=ZB=ZC=(17.32+j10)时的各相电流和中线电流；(2)ZA=ZB=(17.32+j10)不变、C改为ZC=20时的各相电流和中线电流。解(1)每相负载的电压,设，则,各相电流,中线电流,(2)三相负载不对称，但由于有中线，各相电压仍对称，保持不变，A、B不变，相电流及中线电流变为,相量图如图6.7(a)所示。,图6.7例6.1图,相量图如图6.7(b)所示。,例3.2将上例中的负载改为形连接，接到同样的电源线上，三相三线制。试求：(1)负载对称时各相电流和线电流；(2)相负载断开后的各相电流和各线电流。解(1)仍以为参考相量，则各线电压即各负载的相电压为,各相电流为,根据负载对称时线电流与相电流的关系，各线电流为,相量图如图6.8(a)所示(2)CA相断，各相负载电压不变(因为未计端线阻抗)，所以İAB、İBC不变，从而İB不变。因为所以另两个线电流变为,相量图如图6.8(b)所示。从这两个例子可以看出，线电压不变时，对称负载由形连接改为形连接后负载的相电压和相电流增加到Y形连接时的倍，而线电流增加到Y形连接的倍。,图6.8例6.2图,6.4三相电路的功率三相电路中，三相负载的有功功率等于各相负载有功功率之和。即,每相负载的功率,当三相负载对称时，每相功率相同，则,(67),对于Y形连接，,代人式(473)，得,(68),对于形连接，,代入式(471)也得出式,(472)所表示的结果。,三相电路总的无功功率为各相无功功率之和,每相无功功率为对称三相负载三相电路的视在功率对称三相电路,例6.3一台三相异步电动机，输出功率为7.5kW。接在线电压为380V的线路中，功率因数为0.86，效率为86%。试求正常运行时的线电流。解三相异步电动机是对称三相负载，输出功率为,则,(2)对称三相电源的连接Y形连接，三相四线制，有中线，提供两组电压，线电压和相电压。线电压比相应的相电压超前30，其值是相电压的倍；三相三线制，无中线，提供一组电压。形连接，只能是三相三线制，提供一组电压。线电压为电源的相电压。(3)三相负载的连接Y形连接，对称三相负载接成Y形，供电电路只需三相三线制；不对称三相负载接成Y形，供电电路必须为三相四线制。每相负载的相电压对称且为线电压的。中线电流，三相负载对称时中线可以省去。形连接，三相负载接成形，供电电路只需三相三线制，每相负载的相电压等于电源的线电压。无