第09三相电路学习教案

1、会计学1第第09三相三相(sn xin)电路电路第一页，共40页。1. 瞬时值表达式瞬时值表达式)120cos(2)()120cos(2)(cos2)(oCoBAtUtutUtutUtuA+XuAB+YuBC+ZuC2. 波形图波形图 t OuAuBuuC第1页/共39页第二页，共40页。3.相量表示相量表示(biosh)oCoBoA1201200UUUUUUA UB UC U1201201204.对称对称(duchn)三相电源三相电源的特点的特点00)()()( CBACBAUUUtututu第2页/共39页第三页，共40页。正序正序(顺序顺序(shnx)：ABCA负序(逆序)：ACBAAB

2、C相序的实际意义：对三相电动机，如果相序的实际意义：对三相电动机，如果(rgu)相序反了，就会反转。相序反了，就会反转。以后如果以后如果(rgu)不加说明，一般都认为是正相序。不加说明，一般都认为是正相序。ACBDABC123DACB123正转正转反转反转5.对称三相电源的对称三相电源的相序相序：三相电源中各相电源达到最大值的先后顺序。：三相电源中各相电源达到最大值的先后顺序。第3页/共39页第四页，共40页。 三相制相对于单相制在发电三相制相对于单相制在发电(fdin)、输电、用电方面有很、输电、用电方面有很多优点，主要有：多优点，主要有：(1) 三相三相(sn xin)发电机比单相发电机输

3、出功率高。发电机比单相发电机输出功率高。(3) 性能好：三相电路的瞬时功率是一个常数，对三相电动机来说，意味着产生(chnshng)机接转矩均匀，电机振动小。(2) 经济：在相同条件下(输电距离，功率，电压和损失)三相供电比单相供电省铜。 (4) 三相制设备(三相异步电动机，三相变压器)简单，易于 制造，工作经济、可靠。由于上述的优点，三相制得到广泛的应用。由于上述的优点，三相制得到广泛的应用。6.三相制的优点。三相制的优点。第4页/共39页第五页，共40页。二、对称二、对称(duchn)三相电源的联接三相电源的联接星形联接星形联接(Y接接)：把三个绕组的末端：把三个绕组的末端(m dun)

4、X, Y, Z 接在一起，接在一起，把始端把始端 A,B,C 引出来。引出来。+ANX+BY+CZA UB UC U1.联接联接(lin ji)方式方式A+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC I第5页/共39页第六页，共40页。三角形联接三角形联接(lin ji)( 型联接型联接(lin ji)：三个绕组始、末端顺次相接。：三个绕组始、末端顺次相接。+AXBYCZA UB UC U+A+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U名词名词(mng c)介绍：介绍： 端线端线(火线火线(huxin)：A, B, C 三端

5、引出线。三端引出线。 中线：中性点引出线(接地时称地线)， 型联接无中线。第6页/共39页第七页，共40页。 相电压：每相电源(负载(fzi)的电压 相电流：流过每相电源相电流：流过每相电源(负载负载(fzi)的电流的电流 线电压：火线线电压：火线(huxin)与火线与火线(huxin)之间的电压之间的电压 线电流：流过火线的电流：Y接： 接： 接：CACB BA, UUUNCNBNA, UUUCACB BA, UUUCBA, IIIY接：CBA, IIICACB BA, III第7页/共39页第八页，共40页。(1) Y接接2.对称对称(duchn)三相电源线电压与相电压的三相电源线电压与相

6、电压的关系。关系。A+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC IoCCNoBBNoANA120 120 0 UUUUUUUUU设设第8页/共39页第九页，共40页。利用相量图得到利用相量图得到(d do)相电压和线电压之间的关系：相电压和线电压之间的关系：30o30o30oNA UBN UCN UBA UBC UCA UBA UBC UCA UNA UBN UCN UNACNCACNNBCBBNNABAUUUUUUUUUooo3031200UUUooo903120120UUUooo15030120UUU第9页/共39页第十页，共40页。结论：对结论：对Y接

7、法的对称三相接法的对称三相(sn xin)电源电源 所谓的所谓的“对应对应(duyng)”：对应：对应(duyng)相电压用线电压的相电压用线电压的 第一个下标字母标出。第一个下标字母标出。(1) 相电压对称(duchn)，则线电压也对称(duchn)。(3) 线电压相位领先对应相电压30o。 .3 ,3 )2(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CNCANBCBNABA UUUUUU 上面讨论的是电源侧线电压与相电压的情况，对于负载端来上面讨论的是电源侧线电压与相电压的情况，对于负载端来说，如果负载相电压对称，则情况完全类似。说，如果负载相电压对称，则情况完全类似。

8、第10页/共39页第十一页，共40页。(2) 接接oCCAoBCBoABA1201200 UUUUUUUUUA+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U即线电压等于即线电压等于(dngy)对应的相电对应的相电压。压。第11页/共39页第十二页，共40页。关于关于接还要强调一点：始端末端要依次接还要强调一点：始端末端要依次(yc)相连。相连。正确(zhngqu)接法错误(cuw)接法I=0 , 接电源中不会产生环流。接电源中不会产生环流。注意：注意：A UB UC U I0CBA UUUCCBA2 UUUUA UB UC U IC U总总 UI不等于不等于0

9、 , 接电源中将会产生环流。接电源中将会产生环流。第12页/共39页第十三页，共40页。9.2 9.2 对称对称(duchn)(duchn)三相三相电路电路 一、对称三相一、对称三相(sn xin)负载负载及其联接及其联接1.对称三相对称三相(sn xin)负载的联接：负载的联接：Y型和型和型联接方式型联接方式ABCNA IB IC IN IZZZABCA IB IC IZZZBA ICB IAC I第13页/共39页第十四页，共40页。2.对称三相对称三相(sn xin)电路：由对称三相电路：由对称三相(sn xin)电源和对称三相电源和对称三相(sn xin)负载联接而成。负载联接而成。按

10、电源和负载按电源和负载(fzi)的不同联接方式可分为的不同联接方式可分为YY，Y0 Y0，Y ，Y， 等。等。二、对称三相二、对称三相(sn xin)电路电路的计算的计算对称三相电路的计算方法是一相计算法。对称三相电路的计算方法是一相计算法。1.YY接接(三相三线制三相三线制)， Y0 Y0(三相四线制三相四线制)+_+_+NnZZZA UB UC UA IB IC IABCabcZZUUUUUU | 120 120 oCoBA设设第14页/共39页第十五页，共40页。+_+_+NnZZZA UB UC UA IB IC IABCabc以以N点为参考点，对点为参考点，对n点列点列写节点写节点(

11、ji din)方程：方程：CBAnN111)111( UZUZUZUZZZ0 0)(13nNCBAnN UUUUZUZ因因N，n两点等电位，可将其短路，且其中电流为零。两点等电位，可将其短路，且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。当求出这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。当求出相应的电压、电流后，再由对称性，可以直接写出其它相应的电压、电流后，再由对称性，可以直接写出其它(qt)两相的结果。两相的结果。第15页/共39页第十六页，共40页。+_+_+NnZZZA UB UC UA IB IC IABCabc只需取一相计算只需取一相计算(j sun)：+A UA I

12、ANnaZanAA()|UUUIZZZ 由对称性可写出：由对称性可写出：BB(120)|UUIZZ CC(120)|UUIZZ 第16页/共39页第十七页，共40页。结论结论(jiln)：有无中线对电路情况没有影响。没有中线有无中线对电路情况没有影响。没有中线(YY接，三相三线接，三相三线制制)，可将中线连上。因此，可将中线连上。因此， YY接电路与接电路与Y0Y0接接(有中线有中线)电路计电路计算方法相同算方法相同(xin tn)。且中线有阻抗时可短路掉。且中线有阻抗时可短路掉。 对称对称(duchn)情况下，各相电压、电流都是对称情况下，各相电压、电流都是对称(duchn)的，只要算出某一

13、相的电压、电流，则其他的，只要算出某一相的电压、电流，则其他两相的电压、电流可直接写出。两相的电压、电流可直接写出。 UnN=0，中线电流为零。第17页/共39页第十八页，共40页。2.Y联接联接(lin ji)+_+_+NZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc Ica IoabABobcBCocaCA3303903150UUUUUUUUU负载负载(fzi)上相电压与线电压上相电压与线电压相等：相等：ZZUUUUUU | 120 120 oCoBA设设第18页/共39页第十九页，共40页。+_+_+NZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc

14、 Ica IZUZUIZUZUIZUZUI ocacaobcbcoabab150|390|330|3计算计算(j sun)相电流：相电流：线电流线电流(dinli)：ocabccaCobcabbcBoabcaabA303303303 IIIIIIIIIIII30o30o30o30oab Ibc Ica IA IB IC I第19页/共39页第二十页，共40页。结论结论(jiln)：(1) 负载上相电压与线电压相等负载上相电压与线电压相等(xingdng)，且，且对称。对称。(2) 线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的 倍，相位倍，相位(x

15、ingwi)落后相应相电流落后相应相电流30。3故上述电路也可只计算一相，根据对称性即可得到其余两相故上述电路也可只计算一相，根据对称性即可得到其余两相结果。结果。+A UA IANnaZ/3+_+_+NZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc Ica In第20页/共39页第二十一页，共40页。小结小结(xioji)：1.三相电压、电流三相电压、电流(dinli)均对称。均对称。负载负载(fzi)为为Y接接.30 ,3o相相位位领领先先线线电电压压大大小小为为相相电电压压的的线电流与对应的相电流相同。线电流与对应的相电流相同。负载为负载为 接接.30 ,3o相相位位

16、滞滞后后线线电电流流大大小小为为相相电电流流的的线电压与对应的相电压相同。线电压与对应的相电压相同。ZUZUZUI |333/AanA+A UA IANnaZ/3ZUII ooAab30|33031ooanab303303 UUU第21页/共39页第二十二页，共40页。(1) 将所有三相将所有三相(sn xin)电源、负载都化为等值电源、负载都化为等值YY接电路；接电路； (2) 连接各负载和电源中点，中线连接各负载和电源中点，中线(zhngxin)上若有阻抗可不计；上若有阻抗可不计；(3) 画出单相计算画出单相计算(j sun)电路，求出一相的电压、电流：电路，求出一相的电压、电流：(4)

17、根据根据 、Y接接 线量、相量之间的关系，求出原电路的电流线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。电压。(5) 由对称性，得出其它两相的电压、电流。由对称性，得出其它两相的电压、电流。2.对称三相电路的对称三相电路的一般计算方法一般计算方法一相电路中的电压为一相电路中的电压为Y接时的相电压。接时的相电压。一相电路中的电流为线电流。一相电路中的电流为线电流。第22页/共39页第二十三页，共40页。例：例：（略）（略）ABCZZZZlZlZl已知对称已知对称(duchn)三相电源线电压为三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8， Zl =3+j4求负载求负载(fzi)Z的相电压、线电压和

18、的相电压、线电压和线电流。线电流。解：解：NA U+A+BN+CBN UCN UZlZlZlZZZ+NA UA IANnaZZl第23页/共39页第二十四页，共40页。+NA UA IANnaZZlV03220V 0380oANoAB UU则则设设 A3.171 .1743.188.12 03220j8.89.4 03220ooooANA lZZUIV 2 .368 .1369 .3683.171 .17oooAan ZIUV 2 . 69 .236V 2 . 68 .1363303oooanab UU第24页/共39页第二十五页，共40页。例：例： （略）（略）ABCA IZZZABCYA

19、IZZZ一对称三相负载分别一对称三相负载分别(fnbi)接成接成Y接和接和接。分别接。分别(fnbi)求线电流。求线电流。解：解： ZUIANAY ZUZUIANANA33/ YII3 应用应用(yngyng)：Y- 降压降压起动。起动。第25页/共39页第二十六页，共40页。例例. 如图对称三相如图对称三相(sn xin)电路，电源线电压为电路，电源线电压为380V，Z1=1053.1 ，Z2= j50， ZN=1+ j2。求：线电流求：线电流(dinli)、相电流相电流(dinli).+_+NACBZ1Z2ZNN AI AI AI ANU解：解： V 03380 V0220oABoAN U

20、U设设+_Z1 ANU AI AI AI32Z第26页/共39页第二十七页，共40页。+_Z1 ANU AI AI AI32Z22150j33ZZ oANoAo1220 02253.1 A13.2j17.6A10 53.1UIZ j13.2A3/50j0220 o2ANA ZUIA4 .189 .13 oAAA III根据根据(gnj)对称性，得对称性，得B、C相的线电流、相电流：相的线电流、相电流：A6 .1019 .13A4 .1389 .13oCoB II第27页/共39页第二十八页，共40页。A9 .6622 A1 .17322 A1 .5322 :oCoBoA III第一组负载的三相

21、电流第一组负载的三相电流A12013.2 A013.2 A12013.230 31 :oCA2oBC2ooAAB2 IIII第二组负载的相电流第二组负载的相电流第28页/共39页第二十九页，共40页。（中点位移（中点位移(wiy)）+_+_+NNZNZaZbZcAN UCN UBN U当三相当三相(sn xin)负载负载Za、Zb、 Zc不相同。不相同。N N0U 三个相电流不对称，中线三个相电流不对称，中线(zhngxin)电流不电流不为零。故：为零。故：此时负载各相电压不再对称。此时负载各相电压不再对称。电源不对称程度小电源不对称程度小(由系统保证由系统保证)。负载不对称情况很多。负载不对

22、称情况很多。不对称9.3 9.3 不对称三相电路示例不对称三相电路示例 第29页/共39页第三十页，共40页。例例1.照明照明(zhomng)电路电路:(1) 正常正常(zhngchng)情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。每相负载的工作情况相对每相负载的工作情况相对(xingdu)独立。独立。(2) 假设中线断了假设中线断了(三相三线制三相三线制), A相电灯没有接入电路相电灯没有接入电路(三相不对称三相不对称)灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。ACBNNACBN第30页/共39页第三十一页，共40页。(3) A相短路相短

23、路(dunl)超过灯泡的额定( dng)电压，灯泡可能烧坏。结论：结论：(a) 照明中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，二是加强强照明中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，二是加强强度度(中线一旦中线一旦(ydn)断了，负载就不能正常工作断了，负载就不能正常工作)。(b) 要消除或减少中点的位移，尽量减少中线阻抗，然而从经要消除或减少中点的位移，尽量减少中线阻抗，然而从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应适当调整负载，济的观点来看，中线不可能做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。使其接近对称情况。ACBN第31页/共39页第三十二页，共40页。1. 对称三相对称三相(sn x

24、in)电路的平电路的平均功率均功率P9.4 9.4 三相电路三相电路(dinl)(dinl)的功率的功率 对称三相对称三相(sn xin)负载负载ZPp=UpIpcos 三相总功率三相总功率 P=3Pp=3UpIpcos plplIIUU ,3 :Y接接plplIIUU3 , : 接接第32页/共39页第三十三页，共40页。注意注意(zh y)： 为相电压与相电流的相位差角为相电压与相电流的相位差角(相阻抗角相阻抗角)，不要，不要(byo)误以为误以为 是线电压与线电流的相位差。是线电压与线电流的相位差。2. 无功功率无功功率(w n n l)Q=QA+QB+QC= 3QpIUIUQllpps

25、in3sin3 3. 视在功率视在功率第33页/共39页第三十四页，共40页。4. 瞬时功率瞬时功率)sin(2 sin2 AAtIitUu 设设)2(cos cos )sin( sin2 AAAtUIttUIiup 则则第34页/共39页第三十五页，共40页。单相单相(dn xin)：瞬时功率脉动：瞬时功率脉动三相：瞬时功率平稳，三相：瞬时功率平稳， 转矩转矩 m p可以可以(ky)得到均衡的机械力矩。得到均衡的机械力矩。)1202(cos cos)1202(cos cos)2(cos cosoCCCoBBBAAA tUIUIiuptUIUIiuptUIUIiupABC3cosppppUI （常数）（常数） tpO3UIcosp tOUIcos第35页/共39页第三十六页，共40页。求：线电流和电源发出求：线电流和电源发出(fch)总功率总功率.解：解：例：Ul =380V，Z1=30+j40，电动机 P=1700W，cosj=0.8(滞后(zh hu)。V0220NA UA