7三相电路学习教案

1、会计学17三相电路三相电路第一页，编辑于星期五：十六点 四十四分。 本章内容有：三相电源和三相电路的组成，对称三相电路的计算，不对称三相电路的概念，三相电路的功率及其测量。本章重点为电压和电流的相值与线值之间的关系，对称三相电路归结为一相计算的方法。本章内容有：三相电源和三相电路的组成，对称三相电路的计算，不对称三相电路的概念，三相电路的功率及其测量。本章重点为电压和电流的相值与线值之间的关系，对称三相电路归结为一相计算的方法。第1页/共75页第二页，编辑于星期五：十六点 四十四分。7.1 三相电路基本构成三相电路基本构成 三相电路是指由三相发电机向三相负载供电的系统，由三相电源、三相负载和三

2、相输电线路三部分组成。三相电路是指由三相发电机向三相负载供电的系统，由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。 三相电路的优点三相电路的优点: 发电方面：比单项电源可提高功率发电方面：比单项电源可提高功率50；单相电路的单相电路的 瞬时功率随时间交变，而对称三相电路的瞬时功率是恒瞬时功率随时间交变，而对称三相电路的瞬时功率是恒 定的，这使得三相电动机具有恒定转矩，比单相电动机定的，这使得三相电动机具有恒定转矩，比单相电动机 的性能好，结构简单、便于维护。的性能好，结构简单、便于维护。 输电方面：比单项输电节省导线输电方面：比单项输电节省导线25； 配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于

3、接入配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接入 负载；负载； 用电方面：结构简单、价格低廉、运行可靠、维护方用电方面：结构简单、价格低廉、运行可靠、维护方 便。便。 以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用， 是目前电力系统采用的主要供电方式。是目前电力系统采用的主要供电方式。第2页/共75页第三页，编辑于星期五：十六点 四十四分。一一. 对称三相电源的产生对称三相电源的产生 三相电源是三个频率相同、振幅相等、相位彼此相差三相电源是三个频率相同、振幅相等、相位彼此相差120o的正弦电源的正弦电源.三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图NSI

4、AZBXCY定子定子转子转子 定子内圆凹槽中嵌入三个绕组定子内圆凹槽中嵌入三个绕组,三个绕组空间位置各差三个绕组空间位置各差120oA XB YC Z始端始端末端末端 转子上绕有线圈转子上绕有线圈,通以直流产生磁场通以直流产生磁场,转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的的速度旋转速度旋转.在三相绕组中产生感在三相绕组中产生感应电压应电压,从而形成对称三相电源从而形成对称三相电源.第3页/共75页第四页，编辑于星期五：十六点 四十四分。波形图波形图u tuAuBuCo瞬时值表达式瞬时值表达式)cos()()cos()(cos)(oCoBA120212022tUtutUtutUtuA+XuAB+Yu

5、BC+ZuC第4页/共75页第五页，编辑于星期五：十六点 四十四分。对称三相电源的特点对称三相电源的特点00CBACBAUUU,uuu 相量表示相量表示 1201200oC2oBoAAAUaUUUaUUUU 式中式中a是工程上为了方便而引入的单位相量算子。是工程上为了方便而引入的单位相量算子。 AUBU120120120BAUUCU 23211201ja232124012ja 在讲述对称三相电源过程中，我们引用的单位相量算在讲述对称三相电源过程中，我们引用的单位相量算子子a的复数值为（的复数值为（ ）。）。1201第5页/共75页第六页，编辑于星期五：十六点 四十四分。正序正序(顺序顺序)：A

6、BCA负序负序(逆序逆序)：ACBAABC相序的实际意义：相序的实际意义：以后如果不加说明，一般都认为是正相序。以后如果不加说明，一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转ABC三相电源各相经过同一值三相电源各相经过同一值(如最大值如最大值)的先后顺序。的先后顺序。对称三相电源的相序对称三相电源的相序三相电机三相电机第6页/共75页第七页，编辑于星期五：十六点 四十四分。二二. 三相电源的联接三相电源的联接 X, Y, Z 接在一起的点称为接在一起的点称为Y联接对称三相电源的中性点，用联接对称三相电源的中性点，用N表示。表示。（1）星形联接）星形联接(Y联接联接)+ANX

7、+BY+CZAUBUCU+ABCNAUBUCU- -第7页/共75页第八页，编辑于星期五：十六点 四十四分。（2）三角形联接）三角形联接( 联联接接)三角形联接的对称三相电源没有中点。三角形联接的对称三相电源没有中点。三个绕组始末端顺序相接。三个绕组始末端顺序相接。+AXBYCA UB UC U+A+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB ICICA UZ第8页/共75页第九页，编辑于星期五：十六点 四十四分。名词介绍名词介绍 ：(1) 端线端线(火线火线)：始端：始端A, B, C 三端引出线。三端引出线。(2) 中线：中性点中线：中性点N引出线，引出线， 接无中线。接

8、无中线。(3) 三相三线制与三相四线制。三相三线制与三相四线制。(5) 相电压：每相电源的电压相电压：每相电源的电压:(4) 线电压：端线与端线之间的电压线电压：端线与端线之间的电压:CACB BA, UUUCBA,UUUA+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA UA+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC I第9页/共75页第十页，编辑于星期五：十六点 四十四分。三三. 三相负载及其联接三相负载及其联接ABCNA IB IC IN IZAZCZBABCA IB IC IZBCZCAZABab Ibc Ica I 星形

9、联星形联接接三角形联接三角形联接CABCABCBAZZZ ,ZZZ 当当时称三相对称负载。时称三相对称负载。 三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分叫做三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分叫做一相负载，三相负载也有星型和三角形二种联接方式。一相负载，三相负载也有星型和三角形二种联接方式。第10页/共75页第十一页，编辑于星期五：十六点 四十四分。负载的相电压：每相负载上的电压负载的相电压：每相负载上的电压:,NCNBNAUUU线电流：流过端线的电流线电流：流过端线的电流:CBAIII,相电流：流过每相负载的电流相电流：流过每相负载的电流:cabcabIII,负载的线电压：负载端线间的电压

10、负载的线电压：负载端线间的电压:,ACCBBAUUUABCNB IC IN IZAZCZBABCA IB IC IZBCZCAZABab Ibc Ica IA I第11页/共75页第十二页，编辑于星期五：十六点 四十四分。四四. 三相电路三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：电源电源YY负载负载电源电源Y负载负载 当组成三相电路的电源和负载都对称时，称对称三相电路。当组成三相电路的电源和负载都对称时，称对称三相电路。第12页/共75页第十三页，编辑于星

11、期五：十六点 四十四分。三相四线制三相四线制：YY+AN+B+CZA UB UC UZZNY+A UB UC UABCZZZ三相三线制三相三线制： 我们把三个（振幅）相等、我们把三个（振幅）相等、 （频率）相同，在相位上互差（频率）相同，在相位上互差（120o ）度的度的正弦交流电称为（对称）三相交流电。正弦交流电称为（对称）三相交流电。第13页/共75页第十四页，编辑于星期五：十六点 四十四分。7.2 线电压（电流）与相电压（电流）的关系线电压（电流）与相电压（电流）的关系 A+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC I利用相量图得到相电压和线电压之间的

12、关系：利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：BNUBA U30oBN UCN U30o30oBC UCA UNAUoooNACNCAoooCNNBCBoooBNNABA150301209031201203031200UUUUUUUUUUUUUUUUUU 一一.星形接法星形接法 oCCNoBBNoANA120 120 0 UUUUUUUUU设设第14页/共75页第十五页，编辑于星期五：十六点 四十四分。线电压对称线电压对称( (大小相等，相位互差大小相等，相位互差120o) )NA UBN UCN UBA UBC UCA U一般表示为：一般表示为：o CNCAo BNCBo ANBA30330

13、3303 UUUUUU第15页/共75页第十六页，编辑于星期五：十六点 四十四分。对对Y接法的接法的对称三相电源：对称三相电源：(1) 相电压对称，则线电压也对称。相电压对称，则线电压也对称。 所谓的所谓的“对应对应”：对应相电压用线电压的第一个下标字母：对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。标出。(3) 线电压相位领先对应相电压线电压相位领先对应相电压30o。 CNCABNC BANB A UUUUUU303ANABUU. .即即倍,倍,的的线电压大小等于相电压线电压大小等于相电压plUU33(2) 线电压与相电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式：30 3plUU相电压相电

14、压线电压线电压 在日常生活与工农业生产中在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为：，多数用户的电压等级为：V380 V 220lPUU、注意注意 第16页/共75页第十七页，编辑于星期五：十六点 四十四分。（4）相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系 星型联接时星型联接时, 线电流等于相电流。线电流等于相电流。结论：结论：A+BCABCNA UB UC UA IB IC IABCNA IB IC IN IZZZ+第17页/共75页第十八页，编辑于星期五：十六点 四十四分。oCoBoA120 120 0 UUUUUU设设oCCAoBCBoABA1201200 UUUUUUUUU即线电压等

15、于对应的相电压。即线电压等于对应的相电压。A+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U 以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。星型负载和三角型负载。二二. .三角形接法三角形接法第18页/共75页第十九页，编辑于星期五：十六点 四十四分。ZUZUINANAA 33/0030330)3(3 ZUZUBABA0303 abI结论结论：(2)线电线电流流相位相位滞后滞后对应相电对应相电流流30o。 联接的对称电路：联接的对称电路：303PlII3线电线电流大小等于流大小等于相电相电流的流的倍，即：倍

16、，即：PlII3ABCA IB IC IZZZab Ibc Ica IABCA IB IC IZ/3Z/3Z/3N第19页/共75页第二十页，编辑于星期五：十六点 四十四分。线电压是相电压的线电压是相电压的在在线电线电压超前与其相对应的相电压压超前与其相对应的相电压验电笔的正确握法如下图示：验电笔的正确握法如下图示： 你能说出对称你能说出对称 三相交流电的三相交流电的 特特征吗？征吗？你会做吗？你会做吗？三相四线制供电体制中，三相四线制供电体制中，你能说出线、相电压之间你能说出线、相电压之间的数量关系及相位关系吗的数量关系及相位关系吗？如何用验电笔或如何用验电笔或400V以上以上的交流电压表测

17、出三相四线制的交流电压表测出三相四线制供电线路上的火线和零线？供电线路上的火线和零线？电笔头与被测导线接触电笔头与被测导线接触时，使氖管时，使氖管（或端线），不发（或端线），不发光的是光的是。电表可利用火线与电表可利用火线与零线之间的数量关零线之间的数量关系判断出火线和零系判断出火线和零线。线。三个三个的正弦交流电。的正弦交流电。第20页/共75页第二十一页，编辑于星期五：十六点 四十四分。7.3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。 以以N

18、点为参考点，对点为参考点，对N点列写结点方程：点列写结点方程：ZZUUUUUU| 120 120 0oCoBoA设设0313)()(CBAUUUZZUZZZlNNNl一一. YY联接联接(三相四线制）三相四线制）AU+ABNCBUCUZlZlZlZZZZNNABC+第21页/共75页第二十二页，编辑于星期五：十六点 四十四分。 因因N，N两点等电位，可将其两点等电位，可将其短路短路。这样便可将三相电路的计算化为。这样便可将三相电路的计算化为单单相电路相电路的的计算。计算。为对称为对称电流电流ZZUZZUUIlAlNNAA02120AAlBBIIaZZUI0120AAlCCIIaZZUIAU+A

19、NZlZNA0NNUAIA相计算电路相计算电路第22页/共75页第二十三页，编辑于星期五：十六点 四十四分。电源中点与负载中点等电位。有无中线对电路情况没有影响。电源中点与负载中点等电位。有无中线对电路情况没有影响。 对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用 一相一相(A相相)等效电路计算。其它两相的电等效电路计算。其它两相的电压、压、电流可电流可 按对称关系直接写出。按对称关系直接写出。结论结论可以画出单独一相的计算电路，对称三相电路的计算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。可以归结为单独一相的计算。造成的

20、结果。造成的结果。 0NNU对称的对称的YY三相电路中，每相的电流、电压仅由该三相电路中，每相的电流、电压仅由该 相的电源和阻抗来决定，好象各相之间彼此不相关，相的电源和阻抗来决定，好象各相之间彼此不相关， 形成了各相的独立性，这是由于形成了各相的独立性，这是由于第23页/共75页第二十四页，编辑于星期五：十六点 四十四分。+_+NnZZZA UB UC UA IB IC I- - -连接中线连接中线Nn，取，取A相为例计算相为例计算- -+NnANUZAIA302.2301000220oooZUIANAV0220V30380ooANABUU则则设设由对称性，得由对称性，得:A1502.2oB

21、IA902.2oCI已知对称三相电源的线电压为已知对称三相电源的线电压为380V，对称负载，对称负载Z100 30求线电流。求线电流。7-3第24页/共75页第二十五页，编辑于星期五：十六点 四十四分。2. 联联接接A I+_ACBZZlBA UBC UAC UZlZlZZA IBICIBAIABCCBIACIA I（ Y等效变换等效变换）1201203031201203 BAACBACBABAACABAA,IIIIIIIIIIZZUIl，3303AZZUU,AB+A UANnaZ/3ZlA I+第25页/共75页第二十六页，编辑于星期五：十六点 四十四分。7-1 如图对称三相电路，已知对称三

22、相电源的线电压为如图对称三相电路，已知对称三相电源的线电压为380V,对称负载对称负载Z100 30，求线电流。，求线电流。由对称性，得：由对称性，得：6.58AA1806.58oBIA606.58oCIV0380oABU设设取取A相求相电流。相求相电流。-+BbABUZabIAaA303.8301000380oooZUIABabA606.5830303.83oooAIA IZZZB IC IABCabcab Ibc Ica I+BC UAC UBA U第26页/共75页第二十七页，编辑于星期五：十六点 四十四分。B+ACNA UBN UNC UA IB IC INZZZabcab Ibc I

23、ca In连接中线连接中线Nn，取，取A相为例计算：相为例计算：- -+NnANUZ/3AIV30220V0380ooANABUU则则设设A606.58301003022033oooZ/UIANA由对称性，得由对称性，得:6.58A1806.6oBIA606.58oCI化为化为Y - Y第27页/共75页第二十八页，编辑于星期五：十六点 四十四分。 7-2 对称三相电路，电源线电压为对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10 ， Z2= j50 ， 求：线电流、相电流，并定性画出相量图求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以以A相为例相为例)。ZN=(1+ j2) , cos 1 =0

24、.6(滞后滞后)。+_+NACBZ1Z2ZNN AI AI AI ANU+_Z1 ANU AI AI AI32ZV0220V 30380ooANABUU设设第28页/共75页第二十九页，编辑于星期五：十六点 四十四分。350318653.11053.1,0.622111jZZjZcos17.6A13.2A53.132253.13100220ooo1ANAjZUI13.2A50/30220o2jjZU IANAA4 .189 .13 oAAA III根据对称性，得根据对称性，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+_Z1 A

25、NU AI AI AI32Z第29页/共75页第三十页，编辑于星期五：十六点 四十四分。由此可以画出相量图：由此可以画出相量图：A66.922 A173.122 A53.122oCoBoAI I I : :第一组负载的相电流第一组负载的相电流30o53.1o18.4oA IA I A IAB2 IAB UAN UA1207.63 A07.63 A1207.6330 31oCA2oBC2ooAAB2I III : :第第二二组组负负载载的的相相电电流流第30页/共75页第三十一页，编辑于星期五：十六点 四十四分。7-3 各负载如图所示.各负载如图所示.已知已知 V,0U3oABU. , , ,A

26、4A3A2A1II I I: :求求+_Z1Z1Z1Z2Z2ZnZ4Z4Z4Z3Z3Z3ABCA1 IA2 IA3 IA4 IAN UBN UCN UZ2第31页/共75页第三十二页，编辑于星期五：十六点 四十四分。首先进行首先进行 Y变换，然后取变换，然后取A相计算电路：相计算电路：Z4 /3nZ4 /3Z4 /3Z2/3Z2/3n+_Z1Z1Z1Z2ZnZ4Z3Z3Z3ABCA1 IA2 IA3 IA4 IAN UBN UCN UN对称电路对称电路连接连接N , n , n中线阻抗中线阻抗 Zn短路短路第32页/共75页第三十三页，编辑于星期五：十六点 四十四分。A1 IA3 I+_Z1Z

27、32AI Z2/3Z4/3AN U可由分流得到.可由分流得到.线电流线电流A3A2, II.3031oA3A4II 相电流相电流V 03 0331ooABAN UUU)31/(314321ANA1ZZZZUI .3031oA2A2II 相电流相电流2AI +_Z1Z1Z1Z2Z2ZnZ4Z4Z4Z3Z3Z3ABCA1 IA2 IA3 IA4 IAN UBN UCN UZ2第33页/共75页第三十四页，编辑于星期五：十六点 四十四分。(1) 将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电源、负载都化为等值Y连连接；接； (2) 连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗则不计；连接各负载和电源中点，中线上

28、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：画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：(4) 根据根据 接、接、Y接时接时线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。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。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对称三相电路的一般计算方法:结论结论 对于理想的三相四线制供电系统，中线中流过的电流为（对于理想的三相四线制供电系统，中线中流过的电流为（D）。）。A 随负载大小变化随负载大小变化B 随负载的性质变化随负载的性质变化C A相的电流相的电流 D 0第34页/共75页第

29、三十五页，编辑于星期五：十六点 四十四分。讨论对象讨论对象:电源对称，负载不对称。电源对称，负载不对称。电源不对称电源不对称 程度小程度小(由系统保证由系统保证)。电路参数电路参数(负载负载)不对称不对称 情况很多。情况很多。不对称不对称分析方法分析方法复杂交流电路分析方法。复杂交流电路分析方法。不能抽单相不能抽单相 。7.4 不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念主要了解主要了解:中性点位移。中性点位移。 在三相四线制中，若负载不对称，则保险不允许装在三相四线制中，若负载不对称，则保险不允许装在在(中中)线中，否则可能导致负载无法正常工作。线中，否则可能导致负载无法正常工作。第35页/共7

30、5页第三十六页，编辑于星期五：十六点 四十四分。三相负载三相负载Za、Zb、 Zc不相同。不相同。01111NcbacCNbBNaANNNZZZZZUZUZUU/N+N+A AU UBUCUZNZaZbZcABC负载各相电压：负载各相电压：NNCNCNNNBNBNNNANANUUUUUUUUU第36页/共75页第三十七页，编辑于星期五：十六点 四十四分。NA UBN UNC UNNNU NA UBN UCN UNACB负载中点与电源中点不重合，这个现象称为中点位移。负载中点与电源中点不重合，这个现象称为中点位移。NNU 称为中点位移电压称为中点位移电压, 该项不为该项不为0时时,负载端不对称负

31、载端不对称. 在电源对称情况下，可以根据中点位移的情况来判断在电源对称情况下，可以根据中点位移的情况来判断负载端不对称的程度。当中点位移较大时，会造成负载相负载端不对称的程度。当中点位移较大时，会造成负载相电压严重不对称，使负载的工作状态不正常。电压严重不对称，使负载的工作状态不正常。 照明电路中必须使用三相四线制，那么中线的作用是照明电路中必须使用三相四线制，那么中线的作用是保证各相负载在不对称的情况下，中点位移为保证各相负载在不对称的情况下，中点位移为0，让各相，让各相获得均衡的相电压。获得均衡的相电压。第37页/共75页第三十八页，编辑于星期五：十六点 四十四分。(正序)(正序)设设 V

32、120 V,120 V,0oCNoBNoANUU UU UUV108.40.632108.40.63212)1( 1211oANoANCNBNANCNBNANNNUUjUjjUUUj/R/RCj/RU/RUUCjUV41380.4108.40.632120V51011.5108.40.632120oooNNCNCNoooNNBNBN.UUUUUUUUUUUU若以接电容一相为若以接电容一相为A相，则相，则B相电压比相电压比C相电压高。相电压高。B相灯相灯较亮，较亮，C相较暗相较暗(正序正序)。据此可测定三相电源的相序。据此可测定三相电源的相序。 7-5:相序指示器。已知相序指示器。已知1/( C

33、)=R 三相电源对称。三相电源对称。 求：各灯泡承受的电压。求：各灯泡承受的电压。ACBNRCR第38页/共75页第三十九页，编辑于星期五：十六点 四十四分。7.5 三相电路的功率三相电路的功率一一. 对称三相电路的平均功率对称三相电路的平均功率PPp=UpIpcos 三相总功率三相总功率 : P=3Pp=3UpIpcos plplII ,UU :3Y接接plplII ,UU :3接接对称三相负载对称三相负载Z=|Z| 对称三相负载对称三相负载Z一相负载的功率一相负载的功率:对称三相电路平均功率：对称三相电路平均功率：第39页/共75页第四十页，编辑于星期五：十六点 四十四分。二二. 无功功率

34、无功功率Q=QA+QB+QC= 3QAIUIUQllppsin3sin3 (1) 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(阻抗角阻抗角)，不要误以为是线，不要误以为是线电压与线电流的相位差。电压与线电流的相位差。(2) cos 为每相的功率因数，在对称三相电路中即三相功率因数：为每相的功率因数，在对称三相电路中即三相功率因数： cos A= cos B = cos C = cos 。P-对称三相电路的平均功率对称三相电路的平均功率结论结论第40页/共75页第四十一页，编辑于星期五：十六点 四十四分。三三. 视在功率视在功率一般来讲，一般来讲，P、Q、S 都是指三相总和。都是指三相

35、总和。所以，功率因数也可定义为：所以，功率因数也可定义为： cos =P/S (不对称时不对称时 无意义无意义)四四. 对称三相负载的对称三相负载的 瞬时功率瞬时功率)(22tcosIi tcosUu pApA设设)(2)(2tcos cosIU tcos tcosIUiupAANAANAAA 则则第41页/共75页第四十二页，编辑于星期五：十六点 四十四分。)(costIUiupAAN2cos AAAPIUppppAANcos3CBA)cosoBBB2402cos(tIUiupAAN)cosoCCC2402cos(tIUiupAAN 可见，对称三相电路负载所吸收的瞬时功率是一个可见，对称三相

36、电路负载所吸收的瞬时功率是一个不随时间变化的固定值，这就是说，无论什么时候，对不随时间变化的固定值，这就是说，无论什么时候，对称三相电路吸收的瞬时功率都是相同的，这样就保证了称三相电路吸收的瞬时功率都是相同的，这样就保证了三相电动机运转时所产生的机械转矩恒定而不至于引起三相电动机运转时所产生的机械转矩恒定而不至于引起机械震动。能量的均匀传输可以保证电动机平稳运行。机械震动。能量的均匀传输可以保证电动机平稳运行。这也是对称三相电路的优越性之一。这也是对称三相电路的优越性之一。 当三相电路对称时，三相瞬时功率之和是个（固定值），其值等于三相电路的（有功）功率，由于这种性能，使三相电动机的稳定性高于

37、单相电动机。当三相电路对称时，三相瞬时功率之和是个（固定值），其值等于三相电路的（有功）功率，由于这种性能，使三相电动机的稳定性高于单相电动机。第42页/共75页第四十三页，编辑于星期五：十六点 四十四分。五五. 三相电路功率的测量三相电路功率的测量特殊：若负载对称，则需一块表，读数乘以特殊：若负载对称，则需一块表，读数乘以 3。(1) 三表法：三表法：CBAPPPP 三相四线三相四线CCNBBNAANiuiuiup CBAPPPP*三三相相负负载载WWW1ABCN*W1W2W3第43页/共75页第四十四页，编辑于星期五：十六点 四十四分。(2) 二表法：二表法：三三相相负负载载W1ABC*W

38、2 所以两个功率表的读数的代数和就是三相总功率。由于所以两个功率表的读数的代数和就是三相总功率。由于联接负联接负载可以变为载可以变为Y型联接，故结论仍成立。型联接，故结论仍成立。证明：证明：p=uAN iA + uBN iB+ uCN iC iA + iB+ iC=0 iC= (iA + iB) p= (uAN uCN)iA + (uBN uCN) iB = uACiA +uBC iB P=UACIAcos 1+ UBCIBcos 2 W1W2 1 : uAC 与与iA的相位差，的相位差， 2 : uBC 与与iB的相位差。的相位差。 第44页/共75页第四十五页，编辑于星期五：十六点 四十四

39、分。二表法公式：二表法公式：)cos(Re)cos(Re303021BBCBBCAACAACIUIUPIUIUPP=P1+P2=UACIAcos 1+UBCIBcos 2=UlIlcos 1+UlIlcos 2 AUBUCUA IB IBC U30 AC U30 1 2 UA，UB ， UC为相电压。为相电压。角角滞后滞后角角滞后滞后角角滞后滞后 UI UI UICCBBAA 1= 30 2= + 30 假设负载为感性，相电流假设负载为感性，相电流滞后相电压滞后相电压 。第45页/共75页第四十六页，编辑于星期五：十六点 四十四分。1.对三相四线制：只有在对三相四线制：只有在 iA+iB+iC

40、=0 这个条件下，才能用二表法这个条件下，才能用二表法，即对称时可用。不能用于不对称三相四线制。，即对称时可用。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，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。针指向正数，但此时读数应记为负值。 2.对三相三线制：对不对称都用二表法（无中线，总有对三相三线制：对不对称都用二表法（无中线，总有iA+iB+iC=0），两块表读数的代数和为三相总功率，每块表的单），两块表读数的代数和为三相总功率，

41、每块表的单独读数无意义。独读数无意义。4. 两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同极性端两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同极性端。结论结论第46页/共75页第四十七页，编辑于星期五：十六点 四十四分。求：求：(1) 线电流和电源发出总功率；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。用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。7-6:Ul =380V, Z1=(30+j40) , 电动机电动机 PD =1700W, cos =0.8(滞后滞后)。V0220NA UA53.14.41403002201NA1AjZUI(1)DAB

42、CZ11A I2A I电动电动机机A IZDANU1ZDZ2AI1AIAIA相电路相电路第47页/共75页第四十八页，编辑于星期五：十六点 四十四分。电动机负载：电动机负载：W17003 A2IUPlDcosA2338038033 A2.cosDlDPUPI 36.9 ）,0.8（cos滞滞后后93622.,AAANiiu A9 .3623. 3A2 I 总电流：总电流：A246567 936233153414 A2A1A.IIIAANiulIUP 总总总总总总,cos3 AkW44.32 .46cos56.73803 kW74.13041.433 2121A1 RIPZ 又解：又解：3.44

43、kW1.774.1 1 DZPPPANU1ZDZ2AI1AIAIA相电路相电路第48页/共75页第四十九页，编辑于星期五：十六点 四十四分。DABCZ11A I2A I电动机电动机W1*W2(2) 两表的接法如图。两表的接法如图。V30380oBA UA9 .3623. 3o2A IV30380 V150380ooA CCA UUA9 .15623. 3B2 IV90380oCB U表表W1的读数的读数P1：P1=UACIA2cos 1 = 380 3.23cos( 30 + 36.9 ) =1218.5W表表W2的读数的读数P2：P2=UBCIB2cos 2= 380 3.23cos( 90

44、 +156.9 ) = 380 3.23cos( 66.9 )= 481.6W=P-P1第49页/共75页第五十页，编辑于星期五：十六点 四十四分。W.cos.)cos(W.cos.)cos(.cos.arccos38742961046433027874236104643301046434031042342664032231133llllllIUPWIUPWPIU873680.arccos功率因数提高需并联电容器。功率因数提高需并联电容器。kWPP4221.532303021.)cos()cos(PPkW.72111PWkW.68022PW7-5 已知对称三相电路的负载吸收的功率为已知对称三相

45、电路的负载吸收的功率为，功率因数，功率因数(滞后滞后)。试求：。试求： (滞后滞后)应怎么办？此时，两只应怎么办？此时，两只40.用二瓦计法测量功率时，两瓦特表的读数是多少用二瓦计法测量功率时，两瓦特表的读数是多少? 若负载的功率因数提高到若负载的功率因数提高到0.8瓦特表的读数是多少瓦特表的读数是多少?2.4kWP第50页/共75页第五十一页，编辑于星期五：十六点 四十四分。一.一. 对称三相电源对称三相电源: 是三个频率相同、振幅相等、相位彼此相差是三个频率相同、振幅相等、相位彼此相差 120o 的正弦电源。的正弦电源。相量表示相量表示： 1201200oC2oBoAAAUaUUUaUUU

46、U单位相量算子：单位相量算子：23211201jaAUCUBU120120120BAUU 瞬时值表达式：瞬时值表达式：)cos()()cos()(cos)(oCoBA120212022tUtutUtutUtu对称三相电源的特点对称三相电源的特点:00 CBACBAUUUuuu第51页/共75页第五十二页，编辑于星期五：十六点 四十四分。二二. YY联接联接(三相四线制）三相四线制）名名词词介介绍绍 ：(1) 端线端线(火线火线):始端始端A, B, C 三端引出线。三端引出线。Zl为端线阻抗。为端线阻抗。(5) 线电压线电压:端线与端线之间的电压。端线与端线之间的电压。CACB BA, UUU

47、(6) 相电压相电压:每相电源的电压。每相电源的电压。CBA,UUU(3) 线电流线电流:流过端线的电流。流过端线的电流。CBAIII,(4) 相电流相电流:流过每相负载的电流。流过每相负载的电流。CBAIII,一般表示为：一般表示为：o CNCAo BNCBo ANBA303303303 UUUUUU星型联接时星型联接时,线电流等于相电流线电流等于相电流。结论结论：30 3plUUAU+A+BN+CBUCUZlZlZlZZZZNNABCCAUC IBC UBC UBIAINI(2) 中线中线:中性点中性点NN引出线引出线, 接无中线。中线电流为接无中线。中线电流为NI第52页/共75页第五十

48、三页，编辑于星期五：十六点 四十四分。名词介绍名词介绍 ：(1) 端线端线(火线火线):始端始端A, B, C 三端引出线。三端引出线。(2) 中线中线:中性点中性点N引出线引出线, 接无中线。接无中线。(3) 三相三线制与三相四线制。三相三线制与三相四线制。(4) 线电压线电压:端线与端线之间的电压。端线与端线之间的电压。CACB BA, UUU(5) 相电压相电压:每相电源的电压。每相电源的电压。CBA,UUUA+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA UA+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC I第53页/共75

49、页第五十四页，编辑于星期五：十六点 四十四分。负载的相电压：每相负载上的电压。负载的相电压：每相负载上的电压。,NCNBNAUUU线电流：流过端线的电流。线电流：流过端线的电流。CBAIII,相电流：流过每相负载的电流。相电流：流过每相负载的电流。cabcabIII,负载的线电压：负载端线间的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。,ACCBBAUUU三三. 三相负载三相负载ABCNB IC IN IZAZCZBABCA IB IC IZBCZCAZABab Ibc Ica IA IB I第54页/共75页第五十五页，编辑于星期五：十六点 四十四分。A+X+BCYZABCNA UB UC UBA

50、 UBC UCA UA IB IC IABCNA IB IC IN IZZZNA UBN UCN UBA UBC UCA U一般表示为：一般表示为：o CNCAo BNCBo ANBA303303303 UUUUUU线电压与相电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式：30 3plUU相电压相电压线电压线电压相电流和线电流相等：相电流和线电流相等： plII四四.星形接法星形接法线电压线电压线电流线电流相电流相电流第55页/共75页第五十六页，编辑于星期五：十六点 四十四分。五五.三角形接法三角形接法A IZZZB IC IABCabcab Ibc Ica I+BUCUAU线电压与相

51、电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式： plUU AABUU如如：线电流与相电流的通用关系表达式：线电流与相电流的通用关系表达式：30 3plII0303abAII0303bcBII0303caCIIABIAIBICICBIACI第56页/共75页第五十七页，编辑于星期五：十六点 四十四分。六六.对称三相电路的计算对称三相电路的计算(1) 将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电源、负载都化为等值Y连连接；接； (2) 连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗则不计；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；画出单相计算电路，求出

52、一相的电压、电流；(4) 根据根据 接、接、Y接时接时线量、相量之间的关系，求出原电路的线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压；电流电压；(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。七七.不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念讨论对象：电源对称，负载不对称。讨论对象：电源对称，负载不对称。NA UBN UNC UNNNU NA UBN UCN UNACB 在电源对称情况下，可以根据中点位移的情况来判断在电源对称情况下，可以根据中点位移的情况来判断负载端不对称的程度。当中点位移较大时，会造成负载相负载端不对称的程度。当中点位移较大时，会造成负载相电压严重

53、不对称，使负载的工作状态不正常。电压严重不对称，使负载的工作状态不正常。第57页/共75页第五十八页，编辑于星期五：十六点 四十四分。八八.三相电路的功率三相电路的功率1. 对称三相电路的平均功率对称三相电路的平均功率：IUIUPllppcoscos33 llppIUIUQPS33223. 视在功率视在功率：2. 无功功率：无功功率：IUIUQllppsinsin33 4. 对称三相负载的对称三相负载的 瞬时功率瞬时功率:PIUppppAANcos3CBA5. 三相电路功率的测量三相电路功率的测量(1) 三表法：三表法：CBAPPPP 三相四线三相四线特殊：若负载对称，则需一块特殊：若负载对称

54、，则需一块表，读数乘以表，读数乘以 3。CCNBBNAANiuiuiup CBAPPPP*三三相相负负载载WWW1ABCN*W1W2W3第58页/共75页第五十九页，编辑于星期五：十六点 四十四分。(2) 二表法：二表法：三三相相负负载载W1ABC*W2P=UACIAcos 1 + UBCIBcos 2 W1W2 1 :uAC 与与iA的相位差，的相位差， 2 :uBC 与与iB的相位差。的相位差。 二表法公式：二表法公式：)cos(Re)cos(Re303021BBCBBCAACAACIUIUPIUIUP 假设负载为感性，相电流滞后相电压假设负载为感性，相电流滞后相电压 。 1= 30 2=

55、 + 30 第59页/共75页第六十页，编辑于星期五：十六点 四十四分。7-1 某一对称三角形连接的负载与一对称星形三相电源某一对称三角形连接的负载与一对称星形三相电源相接相接,若已知此负载每相的阻抗为若已知此负载每相的阻抗为(,线路阻抗为线路阻抗为,电源相电压为电源相电压为220V,试求发电机相电流及输出功率。试求发电机相电流及输出功率。68j)2j+A UB UC UABCZZZAIBICIABIBCICAINZlZlZl+A UANnaZ/3ZlA I+( Y等效变换等效变换)A12082.5A12082.5 A,082.52382022030000CBlAAIIjjZZUI，2)38(

56、3683V,02200jjZZUA54450W82.522033cosIUP pp第60页/共75页第六十一页，编辑于星期五：十六点 四十四分。7-2 已知星形连接负载的每相电阻为已知星形连接负载的每相电阻为、感抗为、感抗为线电压对称线电压对称 , 其有效值为其有效值为380V。试求此负载吸收的试求此负载吸收的1015,功率及其功率因数。功率及其功率因数。+_+NnZZZA UB UC UA IB IC I- - - -+NnANUZAI连接中线连接中线Nn，取，取A相为例计算：相为例计算：A56.312.2215100220oojZUIANAV0220V,30380ooANABUU则则设设4

57、454Wcos56.312.22220330cosIUP pp0.555cos56.30第61页/共75页第六十二页，编辑于星期五：十六点 四十四分。+_+NnZZZA UB UC UA IB IC I- - -连接中线连接中线Nn，取，取A相为例计算相为例计算A302.2301000220oooZUIANAV0220V30380ooANABUU则则设设由对称性，得由对称性，得:A1502.2oBIA902.2oCI已知对称三相电源的线电压为已知对称三相电源的线电压为380V，对称负载，对称负载Z100 30求线电流。求线电流。7-3- -+NnANUZAI第62页/共75页第六十三页，编辑于

58、星期五：十六点 四十四分。7-4如图电路中，电源三相对称。当开关如图电路中，电源三相对称。当开关S闭合时，电流表的读数均闭合时，电流表的读数均为为5A。求：开关。求：开关S打开后各电流表的读数。打开后各电流表的读数。ZZZA1A2A3S开关开关S打开后，剩下的两个负载的相电流不变，所以电流表打开后，剩下的两个负载的相电流不变，所以电流表A2中中的电流与负载对称时的电流相同，而的电流与负载对称时的电流相同，而A1、 A3中的电流相当中的电流相当于负载对称时的相电流。于负载对称时的相电流。 电流表电流表A2的读数的读数=5A 电流表电流表A1、A3的读数的读数=A89. 23/5 第63页/共75

59、页第六十四页，编辑于星期五：十六点 四十四分。387Wcos96.42103.464)30cos(W2787Wcos36.42103.464)30cos(W103.4640.43102.4cos366.42arccos0.432231133llllllIUPIUPPIU36.87arccos0.8 功率因数提高需并联电容器。功率因数提高需并联电容器。2.4kW21PP2.53)30cos()30cos(21PP1.72kWW11P0.68kWW22P7-5 已知对称三相电路的负载吸收的功率为已知对称三相电路的负载吸收的功率为，功率因数，功率因数 40.2.4kWP(滞后滞后)。试求。试求:用二

60、瓦计法测量功率时，两瓦特表的用二瓦计法测量功率时，两瓦特表的读数是多少读数是多少? 若负载的功率因数提高到若负载的功率因数提高到0.8 (滞后滞后)应怎么办？应怎么办？此时，两只瓦特表的读数是多少此时，两只瓦特表的读数是多少?第64页/共75页第六十五页，编辑于星期五：十六点 四十四分。7-6 已知对称三相电路的线电压已知对称三相电路的线电压U=380V(电源端电源端) ,三角形三角形端线阻抗端线阻抗试求线试求线 负载为负载为Z=(4.5+ j14) ,Zl=(1.5+ j2) ,电流和负载的相电流电流和负载的相电流, 并作电路的相量图。并作电路的相量图。+A UB UC UABCZZZAIB