三相电路详解PPT学习教案

1、会计学1三相电路详解三相电路详解学习方法：复杂交流电路的一种特殊形式。1. 交流电路的分析方法2. 特殊性：对称电路的简化（抽单相计算）第1页/共51页一、对称三相电源的产生12.1 三相电源三个感应电压的关系角频率，最大值相等相位互差120对称三相电源A、B、C三端称为始端，X、Y、Z三端称为末端。NSIwAZBXCY三相同步发电机示意图第2页/共51页1. 瞬时值表达式)120sin(2)(oB w wtUtuB+YuBA+XuA)sin(2)(A w w tUtu2. 波形图w t 0uAuBuuCC+ZuC)120sin(2)240sin(2)(ooC w w w wtUtUtu第3页

2、/共51页3. 相量表示oCoBoA1202401200 UUUUUUUA UCUBU1201201204. 对称三相电源的特点00 CBACBA UUUuuuBAUUw t 0uAuBuuC第4页/共51页5. 相序：各相电源经过同一值(如正最大值)的先后顺序正序(顺序)：ABCAABCw负序(逆序)：ACBAABCw第5页/共51页NABCBA UBC UCA UA IB IC IABCBCA+X+YZA UB UC UA+X+BCYZB UC UA UA IB IC IBA UBC UCA U名词介绍：(1) 端线(火线)(2) 中线(7) 三相三线制与三相四线制。(3) 线电 流CBA

3、III,(5) 相电流(4) 线电压CACB BA, UUU(6) 相电压CBA, UUU二、对称三相电源连接第6页/共51页(1) Y接对称三相电源线电压与相电压 , 线电流与相电流的关系A+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC IoCCNoBBNoANA120 120 0 UUUUUUUUU设设BNNABA UUU线电流相电流o903 UNACNCA UUUo303 UCNNBCB UUUo1503 UNA UBN UCN UBNU BA U30o30o30oBC UCA U第7页/共51页线电压对称(大小相等，相位互差120o)一般表示为：o CN

4、CAo BNCBo ANBA303303303 UUUUUU结论：对Y接法的对称三相电源(2) 相电压对称，则线电压也对称。(4) 线电压相位领先对应相电压30o。 .3 ,3 )3(plUU 即即倍倍的的线线电电压压大大小小等等于于相相电电压压(1) 即线电流等于对应的相电流。CNCABNC BANB A UUUUUU第8页/共51页NA UBN UCN UBA U30o30o30oBC UCA UNA UBN UCN UBA UBC UCA UA+BCABCNA UB UC UBA UBC UCA UABCNACBNABUCAU第9页/共51页(2) 接oCoBoA120 120 0 UU

5、UUUU设设oCCAoBCBoABA1201200 UUUUUUUUUA+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U即线电压等于对应的相电压。第10页/共51页+_+_+NZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc Ica I线电压(即相电压）对称ZUIZUIZUIcacabcbcabab 相电流也对称第11页/共51页线电流：bccaC III讨论（接）线电流和相电流的关系ocaobcoab1201200 IIIIII令abcA IB IC IZZZab Ibc Ica IabbcB IIIcaabA IIIoab303 Iobc3

6、03 Ioca303 Iab I30obc Ica IcaI A IC IB I30o30o线电流也对称第12页/共51页结论：对接法(2) 相电流对称，则线电流也对称。(4) 线电流相位落后对应相电流30o。 plII3 ,3 )3( 即即倍倍的的线线电电流流大大小小等等于于相相电电流流(1) 线电压等于对应的相电压。参考方向cabcabIII,指指向向三三角角形形顶顶点点CBAIII,第13页/共51页 120 120 0oCoBA UUUUUU设设+_+NnZZZA UB UC UA IB IC I-Z1ZNZ1Z11CBAnN1)13(ZZUUUUZZZN 0 0nNCBA UUUU例

7、112.2 对称三相电路第14页/共51页1CC1BB1AAZZUIZZUIZZUI 对对称称，CBA, III0CBAnN IIII+_+NnZZZA UB UC UA IB IC I-Z1ZNZ1Z1第15页/共51页结论：3. 有无中线对电路没有影响。 没有中线(YY接，三相三线制)，可加中线 中线有阻抗时可短路掉4. 对称情况下，各相电压、电流都是对称的。只要算出一相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。1. UnN=0，电源中点与负载中点等电位。2. 中线电流为零。对称三相电路（Y-Y)5. 各相的计算具有独立性，该相电流只决定于这一相 的电压与阻抗，与其它两相无

8、关。6. 可以画出单独一相的计算电路，对称三相电路的计 算可以归结为单独一相的计算。第16页/共51页+_+NnZZZA UB UC UA IB IC I-例2已知对称三相电源的 线电压为380V，对称负载Z10030求线电流。解： 连接中线Nn，取A相为例计算-+NnANUZAIAZUIANAooo302 . 2301000220 VUVUANABoo022030380 则则设设由对称性，得AIBo1502 . 2 AICo902 . 2 第17页/共51页例3A IZZZB IC IABCabcab Ibc Ica I+BC UAC UBA U已知对称三相电源的 线电压为380V，对称负载

9、Z10030求线电流。解一AZUIABabooo308 . 3301000380 VUABo0380 设设由对称性，得AAIB58. 618058. 6o AICo6058. 6 取A相求相电流-+BbABUZabIAaAIAooo6058. 630308 . 33 第18页/共51页+ABCNA UBN UNC UA IB IC INZZZabcab Ibc Ica In解： 连接中线Nn，取A相为例计算-+NnANUZ/3AIVUVUANABoo302200380 则则设设AZUIANAooo606 . 6301003022033/ 由对称性，得AIB6 . 61806 . 6o AICo

10、606 . 6 解二化为Y - Y第19页/共51页例4. 如图对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10，cos1 =0.6(滞后)， Z2= j50， ZN=1+ j2。求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以A相为例)。+_+NACBZ1Z2ZNN AI AI AI ANU解： V0220V 03380 oANoAB UU设设+_Z1 ANU AI AI AI32Z第20页/共51页+_Z1 ANU AI AI AI32Z350j318 j61 .53101 .53,6 . 0cos22111 ZZZA6 .17j13.2A13.532213.53100220ooo1ANA ZU

11、Ij13.2A3/50j0220 o2ANA ZUIA4 .189 .13 oAAA III根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：A6 .1019 .13A4 .1389 .13oCoB II第21页/共51页由此可以画出相量图：A9 .6622 A1 .17322 A1 .5322 :oCoBoA III第一组负载的相电流第一组负载的相电流A12063. 7 A063. 7 A12063. 730 31 :oCA2oBC2ooAAB2 IIII第二组负载的相电流第二组负载的相电流30o53.1o18.4oA IA I A IAB2 IAB UAN U第22页/共51页例5. . V, 03

12、oAB各负载如图所示各负载如图所示已知已知 UU. , , ,:A4A3A2A1 IIII求求+_Z1Z1Z1Z2Z2ZnZ4Z4Z4Z3Z3Z3ABCA1 IA2 IA3 IA4 IAN UBN UCN UZ2第23页/共51页Z4 /3nZ4 /3Z4 /3Z2/3Z2/3n+_Z1Z1Z1Z2ZnZ4Z3Z3Z3ABCA1 IA2 IA3 IA4 IAN UBN UCN UN解：首先进行Y变换，然后取A相计算电路：对称电路连接N , n , n”中线阻抗 Zn短路第24页/共51页+_Z1Z3A1 I2AI A3 IZ2/3Z4/3AN UV 03 0331ooABAN UUU., A3

13、A2可可由由分分流流得得到到线线电电流流II .3031 oA3A4 II相电流相电流)31/(314321ANA1ZZZZUI .3031 oA2A2 II相电流相电流+_Z1Z1Z1Z2ZnZ4Z3Z3Z3ABCA1 IA2 IA3 IA4 IAN UBN UCN UN2AI 第25页/共51页(1) 将所有三相电源、负载都化为等值Y连接； (2) 连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗则不计；(3) 画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：(4) 根据 接、Y接时 线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。(5) 由对称性，得出其它两相的电压、电流。对称三相电路的一般计算方法第26页/共

14、51页电源不对称 程度小(由系统保证)。电路参数(负载)不对称 情况很多。讨论对象：电源对称，负载不对称(低压电力网) 。分析方法：不对称复杂交流电路分析方法。不能抽单相 。12.3 不对称三相电路示例 第27页/共51页1. 有中线+_+_+NNZaZbZcAN UCN UBN UAINNI CIBIcCNCbBNBaANAZUIZUIZUI 0 cCNbBNaANCBANNZUZUZUIIII第28页/共51页负载各相电压：0/1/1/1/cbacCNbBNaANNN ZZZZUZUZUUNNCNCNNNBNBNNNANAN UUUUUUUUU2. 无中线相电压不对称线(相)电流也不对称+

15、_+_+NNZaZbZcAN UCN UBN UABC第29页/共51页负载中点与电源中点不重合，这个现象称为中点位移。NNU 称为中点位移电压NA UBN UNC UNNNU NA UBN UCN UNACB第30页/共51页例1. 照明电路:(1) 正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。ACBNNNACBN380220第31页/共51页(2) 假设中线断了(三相三线制), A相电灯没有接入电路(三相不对称)灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。ACBNNNACB380N190190第32页/共51页灯泡电压超过额定工作电压，烧坏了。(3)A相短路ACBNNNACBN380380照明电路中线上

16、不能装保险丝第33页/共51页例2ZZZA1A2A3S如图电路中，电源三相对称。当开关S闭合时，电流表的读数均为5A。求：开关S打开后各电流表的读数。解：开关S打开后，电流表A2中的电流与负载对称时的电流相同。而A1、 A3中的电流相当于负载对称时的相电流。电流表A2的读数=5A电流表A1、A3的读数=A89. 23/5 第34页/共51页解：)(V 012 V,012 V,0oCNoBNoAN正序正序设设 UUUUUUV108.40.632108.40.6321 j2j)1( 1 j2j/1/1j/joANoANCNBNANCNBNANNN UUUUUURRCRURUUCUV4 .1380.

17、4108.40.632120V5 .1011.5108.40.632120oooNNCNCNoooNNBNBN UUUUUUUUUUUU若以接电容一相为A相，则B相电压比C相电压高。B相灯较亮，C相较暗(正序)。据此可测定三相电源的相序。例3 相序仪电路。已知1/(w C)=R 三相电源对称。 求：灯泡承受的电压。ACBNRCR第35页/共51页定性分析ACBNRCRACBNRR+-开开U+-开开UR/2CCINANACBDADUU 开开CIRUCUN第36页/共51页1. 对称三相电路的平均功率P12.4 三相电路的功率 对称三相负载Z=|Z|Pp=UpIpcos 三相总功率 P=3Pp=3

18、UpIpcos plplIIUU ,3 :Y接接plplIIUU3 , : 接接对称三相负载Z一相负载的功率对称三相电路平均功率：第37页/共51页注意：(1) 为相电压与相电流的相位差角(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。(2) cos为每相的功率因数，在对称三相制中即三相功率因数： cos A= cos B = cos C = cos 。2. 无功功率Q=QA+QB+QC= 3QpIUIUQllppsin3sin3 第38页/共51页3. 视在功率一般来讲，P、Q、S 都是指三相总和。4.对称三相负载的 瞬时功率功率因数也可定义为： cos =P/S (不对称时 无意义)sin

19、(2 sin2 AA w w w w tIitUupp设设)2(cos cos )sin( sin2 AAA w w w ww w tIUttIUiuppppp则则第39页/共51页单相：瞬时功率脉动三相：瞬时功率恒定， 转矩 m p可以得到均衡的机械力矩。)2(cos cosAAA w w tIUIUiupppppPIUpppppp cos3CBAwtp03Up Ip cospw t0Up Ip cos)120(2cos cosoBBB w w tIUIUiuppppp)120(2cos cosoCCC w w tIUIUiuppppp第40页/共51页5. 三相电路功率的测量(1) 三表法

20、：若负载对称，则需一块表，读数乘以 3。*三相负载WWWABCN*CBAPPPP 第41页/共51页(2) 二表法：若W1的读数为P1 ， W2的读数为P2 ，则 P=P1+P2 即为三相总功率。三相负载W1ABC*W2证明：(参见书本)第42页/共51页1. 只有在 iA+iB+iC=0 这个条件下，才能用二表法。不能用于不对称三相四线制。3. 按正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时功率表指针反转，将其电流线圈极性反接后，指针指向正数，但此时读数应记为负值。 注意：2. 两块表读数的代数和为三相总功率，每块表的单独读数无意义。4. 两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的

21、同极性端。第43页/共51页求：(1) 线电流和电源发出总功率；(2) 用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。解：例:Ul =380V, Z1=30+j40, 电动机 PD =1700W, cos =0.8(滞后)。V0220NA UA1 .5341. 440j3002201NA1A ZUI(1)DABCZ11A I2A I电动机A IZDANU1ZDZ2AI1AIAI一相电路：第44页/共51页电动机负载：W1700cos3 A2 IUPlDA23. 38 . 03803cos3 A2 DlDPUPI总电流：A2 .4656. 7 9 .3623. 31 .5341. 4 A2A1A IIIAANiulIUP 总总总总总总,cos3 AkW74.13041.433 2121A1 RIPZANU1ZDZ2AI1AIAI 9 .36 ,8 . 0cos （滞滞后后）9 .36,22 AAANiiu A9 .3623. 3A2 IkW44.32 .46cos56.73803 又解：3.44kW1.774.1 1 DZPPP第45页/共51页DABCZ11A I2A I电动机(2) 两表的接法如图。W1*W2V30380oBA UA9 .3623. 3o2A IV30380 V150380ooA CCA UUA9 .15623. 3B