第5章三相电路

1、+_eeU1U2u2u1U2U1+V2V1+ u3+W1W2W2U1U2V2NSW1-+V1定子定子转子转子铁心铁心（作为导磁路经）（作为导磁路经）三相绕组三相绕组: 直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁定子定子转子转子发电机结构发电机结构)120sin(m2tUu2021mmUUU)2321(212022jUUUmm)2321(212023jUUUmmtUusinm1)120sin(m3tUu1U2U3U对称三相电动势的瞬时值之和为对称三相电动势的瞬时值之和为 0三个正弦交流电动势满足以下特征三个正弦交流电动势满足以下特征正序正序0321uuu即：0321UUU或3U1U2U中性点中性点、U2V

2、2W2NL2L3L1u1+u3+u2+(1) 联接方式联接方式321UUU、pUlU312312UUU、2112UUU3223UUU1331UUU由相量图可得由相量图可得L1NL2L3u1+u3+u2+3U+2U+1U12U+23U+31U303112UU303pU1U3U2U2U12U120 120 p 相相电电压压线线电电压压 时时结结论论：电电源源形形联联UUl结且超线电压形联结时结论：电源,3,Y PUUl三相线电压也是对称的前相应的相电压 ,30+L2L1L312U31U23U1503303p331UUU903303223pUUU三相四线制三相四线制380/220380/220伏伏L

3、3 额定相电压为额定相电压为220伏的单相负载伏的单相负载 额定线电压为额定线电压为380伏的三相负载伏的三相负载321III、Z2N 电源中性点电源中性点N 负载中性点负载中性点1U+2U3U+Z3Z11I2I3INIL3pIpUU3lpII l负载负载Y 联结时：联结时：321NIIII333222111 ZUIZUIZUIZ2+1U2U3U+Z3Z11I2I3INIL3 负载对称时负载对称时,中性线无电流中性线无电流, 可省掉中性线，形成三可省掉中性线，形成三相三线制电路。相三线制电路。0321N IIII中线电流ZZZZ321因为三相电压对称，且所以负载对称时，所以负载对称时，三相电流

4、也对称。三相电流也对称。 负载对称时，负载对称时，只需计算一相电只需计算一相电流，其它两相电流，其它两相电流可根据对称性流可根据对称性直接写出。直接写出。A15010A9010 A3010321III可知：如：Z2+1U2U3U+Z3Z11I2I3INIL3N+1U2U3U2I3I1ININ R1R2R3L1L3L2组，组，若若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求线电流及求线电流及中性线中性线若若R1=R2= R3 = 5 ，求线电流及中性线电，求线电流及中性线电 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压线电压 。 负载为电灯负载为电

5、灯V)30314sin(238012tu流流 IN ;电流电流 IN 。N+1U2U3U2I3I1ININ R1R2R3L1L3L2中性线电流中性线电流0321NIIII解：解：已知：已知：V02201U(1) 线电流线电流 A A04450220111RUI 三相对称三相对称A120442IA120443IV3038012U 三相负载对称三相负载对称时，中性线中没有电流，所以中时，中性线中没有电流，所以中性线可以不要，形成性线可以不要，形成三相三线制三相三线制电路。如：三相异电路。如：三相异步电动机等属于三相对称负载，只接三根线即可。步电动机等属于三相对称负载，只接三根线即可。结论结论(2)

6、 三相负载不对称三相负载不对称（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分别计算分别计算各线电流各线电流中性线电流中性线电流A12011A20120220333RUIA12022A10120220222RUIA1929A12011A12022A044321NIIIIA044A50220111RUI 三相负载不对称三相负载不对称时，由于有中性线，负载相电时，由于有中性线，负载相电压仍等于电源相电压，保持对称。但压仍等于电源相电压，保持对称。但三相电流三相电流则则不不对称对称，中性线电流不等于零中性线电流不等于零。各相负载正常工作，。各相负载正常工作，如照明线路。如照明线路。结论结论解解: (1

7、) 中性线未断中性线未断 3 此时负载中性点此时负载中性点V380,V380,0,03313221211UUUUUUUU 3+1U2U3U L2、L3相灯仍承受相灯仍承受220V电压电压, 正常工作。正常工作。A7 .1202103803223RRUIV127107 .1222IR UV254207 .1233IR UIL2L3+ 35.3 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路321III、12I23I31I+31UL1L3L2+12U+23UZ12Z23Z3123I12I31I1I2I3I(2) 相电流相电流121212ZUI232323ZUI313131ZUI(1) 负载相电压

8、负载相电压=电源线电压电源线电压即即: Up = Ul即即相电流：相电流：312312III、线电流：线电流： 321III、+31UL1L3L2+12U+23UZ12Z23Z3123I12I31I1I2I3I相量图相量图负载对称时负载对称时, (3) 线电流线电流。3 30 0且且落落后后相相应应的的相相电电流流( (相相电电流流) ), ,3 3线线电电流流联联接接时时对对称称负负载载 : :结结论论PIIl 由相量图可求得由相量图可求得31121III12232III23313III lIIII321PP330cos2IIIlpllIZUZUZUI01212121201201202323

9、23pllIZUZUZUI120120120313131pllIZUZUZUIU12I121I31II23U23IU313I2I负载的额定电压负载的额定电压 = 电源的线电压电源的线电压应作应作 联结联结负载的额定电压负载的额定电压 = 电源线电压电源线电压=电源相电压电源相电压31应作应作 Y 联结联结 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。llIIUU31 ,pp对称负载对称负载 联结时：联结时： pllpppIUIUPcos3cos3同理同理p

10、pppsin3 sin3 llIUIUQllIIUUpp ,31对称负载对称负载Y联结时：联结时：相电压与相相电压与相电流的相位差电流的相位差当负载对称时：当负载对称时：P = 3Up Ipcos pllPP223 3 IUIUQPS所以所以正误判断正误判断ZUIll21121ZZUI21121ZZUIZUIlPP3IIlPUUlP3UUlZUIPP Z2+1U2U3U+Z3Z11I2I3INIL3 11213ZUIWcos23202203803PWcos53202203803PWcos53202202203P正误判断正误判断1121330ZUI1121330ZUI 5320V3038012Z

11、U三相负载对称已知： 有一三相电动机有一三相电动机, 每相的等效电阻每相的等效电阻R = 29 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 试求下列两种情况下电动机的相电流、试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于绕组联成星形接于UL =380 V的三相电源上的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于绕组联成三角形接于UL=220 V的三相电源上。的三相电源上。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 比较比较(1), (2)的结果的结果: 在三角形和星形两种联结法中在三角形和星形两种联结法中, 相电压、相电流相电压、相电流以及功率都未改变以及功率都未改变，仅，仅三角形联结情况下的线电流三角形联结情况下的线电流比星形联结情况下的线电流增大比星形联结情况下的线电流增大 倍倍。3或或kW3.2W8 .2129291 . 62203cos322PPIUPL3ZYR

13、 线电压线电压Ul为为380 V的三相电源上，接有两组对称的三相电源上，接有两组对称三相负载：一组是三角形联结的电感性负载，每相三相负载：一组是三角形联结的电感性负载，每相阻抗阻抗 ; 另一组是星形联结的电阻性另一组是星形联结的电阻性负载，每相电阻负载，每相电阻RY =10 , 如图所示。试求：如图所示。试求：(1)各组负载的相电流；各组负载的相电流；(2) 电路线电流；电路线电流；(3) 三相有功功率。三相有功功率。373 .36Z设设解：解：V038012UV302201U则例例2:一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示 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 三相对称负载作三角形联结，三相对称负载作三角形联结，UL =220V，当，当S1、 S2 均闭合时，各电流表读数均为均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率，三相功率 P = 4.5 kW，试求，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗；每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、合、S2断开时断开时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P； 3) S 1断、断、S 2闭合时闭合时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P。例例3：AAAS2ZABZBC223/32.17220PPIUZLL3cosIUP68.01568.022cosZR1.16733.022sinZXL解：解：RXXRZLLarctan,2222(1) 由已知条件可求得由已知条件可求得AAAS2ZABZBC或：或： RXLcossintan;733. 0sin;68. 0cos