三相交流电路53145.ppt

第3章三相交流电路,引言,单相交流电路：它的电源是一个交流电动势；,三相交流电路：它是由三个频率相同、幅值相等、相位互差120的电动势作为电源。,三相交流电路优点：,（1）三相交流电易于获得；（2）广泛应用于电力拖动的主要负载三相交流电动机结构简单，性能良好，可靠性高；（3）三相交流电适于远距离输电。,三相交流发电机示意图,3.1三相交流电源,1.三相对称电动势的产生,每组绕组称为一相。各相绕组结构相同，空间位置互差120o,在定子上对称装置三组匝数相同的绕组。,三相交流发电机示意图,3.1三相交流电源,1.三相对称电动势的产生,转子铁心上绕有激磁绕组，在绕组中通入直流电流时，便产生两个磁极的磁场。,当转子由原动机带动并以速度匀速旋转时，三个绕组中便依次产生三个频率相同、幅值相等的正弦电动势。,三相电动势瞬时表示式,相量表示,相量图,波形图,相量表示,三相电动势瞬时表示式,2,对称三相电动势的瞬时值之和为0,三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。,频率相同幅值相等相位互差120,称为对称三相电动势,三个正弦交流电动势满足以下特征,2.电源三相绕组的连接,(1)星形连接（Y）,三相四线制供电方式:端线（L1L2L3）中线：N,三相三线制供电方式:端线（L1L2L3）,三相电源的连接方式通常有两种，即星形连接和三角形连接。,线电压与相电压,相电压：端线与中线间（发电机每相绕组）的电压,线电压：端线与端线间的电压,、Up,、Ul,线电压与相电压的关系,相量图,根据KVL定律,由相量图可得,30,30,30,结论:,线电压也是对称的,线电压超前相应的相电压30,综述:,三相四线制的线电压和相电压都是对称的，以后提到的三相电源的电压所指的是电源的线电压。,(2)三角形连接（）,3.2三相电路中负载的连接,三相负载,不对称三相负载：不满足Z1=Z2=Z3,1.三相负载,三相负载的连接三相负载也有Y和两种接法。,2.三相负载的星形连接（Y）,连接形式（三相四线制）,负载的相电压：每相负载两端的电压。,负载端的线电压：负载一侧端线之间的电压。,2.三相负载的星形连接（Y）,连接形式（三相四线制）,相电流：各相负载的电流，正方向与相电压的极性一致。,线电流：端线中的电流，正方向从电源流向负载。,中线电流：中线中的电流，正方向从负载流向电源。,三相对称负载：各相负载的大小、性质完全相同。,(2)负载Y接三相电路的计算,1)负载端的相电压电源相电压,所以线电压和相电压也都是对称的。,相量图,2)负载的线电压电源线电压,(2)负载Y接三相电路的计算,3)线电流相电流Il=Ip,4)中线电流,负载Y接带中线时,可将各相分别看作单相电路计算,(3)对称负载Y接三相电路的计算,对称负载：,线电流：,相量图,所以负载对称时，线电流也对称。,负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。,负载对称时,中线无电流,可省掉中线。,(4)中线的作用,1)对称负载,2)不对称负载,中线电流为0，可去掉中线。,中线电流不为0，中线不可去掉。,中线的作用就是要保证每相负载两端的电压等于电源的相电压，保证不对称星形负载的相电压对称。实际应用中不允许中线上接入开关和保险丝，以免断开。,不对称负载,N、N点电位不相等,负载的相电压不对称,负载的相电压不对称，这势必引起有的负载两端的相电压高于负载额定电压，有的负载两端的相电压低于负载额定电压，致使负载不能正常工作甚至被损坏。,注意：中线电流不为0，中线不可去掉，要保证每相负载两端的电压等于电源的相电压。,电源Ul=380V，灯泡UN=220V。各灯两端电压？,思考,中线电流,线电流对称,例1：,R1=R2=R3=5，,求线电流及中性线电流IN;,(2)三相负载不对称R1=5、R2=10、R3=20分别计算各线电流,中线电流,(5)三相三线制,IlIp,线电流相电流,(1)对称负载,中线可去掉。,四线制电路中，对称负载Y接时，中线电流为0,三线制,负载的相电压电源相电压,计算方法与三相四线制对称负载情况相同。,(2)不对称负载,N、N点电位不相等,可采用节点电压法先求出中点之间的电压，然后根据基尔霍夫电压定律求出各相电压，再求其他内容。,（1）连接形式,3三相负载的三角形连接（）,负载的相电压：每相负载两端的电压。,负载的线电压：负载一侧端线之间的电压。,（1）连接形式,3三相负载的三角形连接（）,线电流:流过端线的电流,相电流:流过每相负载的电流、,(2)相电流,(1)相电压,即:UP=UL,一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称,即：,2.分析计算,U12=U23=U31=Ul=UP,负载相电压=电源线电压,负载对称时,相电流对称，即,负载对称时,(3)线电流,由相量图可求得：,线电流比相应的相电流滞后30。,所以负载对称时，线电流也对称。,3.3三相电路的功率,无论负载为Y或联接，每相负载有功功率都应为Pp=UpIpcosp,当负载对称时：P=3UpIpcosp,总的有功功率等于每相负载有功功率之和，即P=P1+P2+P3,接：,同理,Y接：,相电压与相电流的相位差,所以,负载对称时,P=3UpIpcosp,不对称负载,判断对错,判断对错,一、三相电源,两种连接方式:,第三章小节,Y接：,一、三相电源,接：,+,+,+,L2,L1,L3,二、三相负载,两种连接方式:,Y接：,二、三相负载,接：,三、三相功率,负载对称时:,负载不对称时:,四、名词,1、三相对称电动势：频率相同、幅值相等、相位互差120。,2、三相三线制三相四线制,3、对称负载,练习1：,解：,练习1：,练习2：,解：,练习2：,解：,练习2：,解：,练习2：,解：,练习3：,解：,练习4：,解：,练习4：,解：,练习4：,解：,练习4：,解：,练习4：,解：,三相对称负载作三角形连接，UL=220V，当S1、S2均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率P=4.5kW，试求:1)每相负载的电阻和感抗；2)S1合、S2断开时,各电流表读数和有功功率P；3)S1断、S2闭合时,各电流表读数和有功功率P。,练习5：,或：P=I2RP=UIcostg=XL/R,解：,(1)由已知条件可求得,2)S1闭合、S2断开时,I1=I3=10AI2=17.32A,流过电流表A1、A3的电流变为相电流IP，流过电流表A2的电流仍为线电流IL。,因为开关s均闭合时每相有功功率P=1.5kW,当S1合、S2断时，Z12、Z23的相电压和相电流不变，则P12、P23不变。,P=P12+P23=3kW,I2=0A