电工与电子技术基础3-三相正弦交流电路课件

1、第3章 三相正弦交流稳态电路本章要点 本章首先介绍三相正弦交流对称电源，它们的连接方式、输出电压的大小。其次了解三相电源的负载，可分为对称和不对称三相负载，星形和三角形连接形式。最后论述三相正弦交流稳态电路分析和计算，即电压、电流及功率的计算方法。你知道吗？50Hz220V/380V发电厂照明，驱动，通信等3.1 三相正弦对称电源3.1.1 三相正弦对称电源的产生三相交流发电机外型三相交流发电机结构示意图剖面图三相定子绕组（AX、BY、CZ）转子三相定子绕组的Y形接法特点频率相同、幅度相等，彼此相位差为120o三相对称电源相电压线电压相线（火线）零线（中线）三相对称电源相电压波形三相对称电源相

2、电压的相量图3.1.2 相电压与线电压的关系相电压有效值线电压有效值3.1.2 相电压与线电压的关系我国电力系统提供相电压/线电压为220V/380V线电压也是三相对称的【例】已知三相对称电源线电压 ，试写出其它两个线电压uBC 、uCA和相电压uA 、uB 及 uC 。解:根据对称性3.2 三相电源的负载连接方式3.2.1 三相电源的负载分类单相负载三相负载3.2.2三相电源负载的接法1. 单相负载 根据电压的额定值接到三相电源上，但要均匀分布在三个相线和火线之间。220V接到相线和零线之间，380V接到两根相线之间。2. 三相负载3.2.2三相电源负载的接法 三相负载的联接方式有星形联接（

3、简称为Y形）和三角形联接（简称为形） 星形联接(Y)星形联接(Y)常用画法额定电压为220V2. 三相负载3.2.2三相电源负载的接法三角形联接()额定电压为380V3.3 负载星形连接时三相电路的分析和计算3.3.1三相对称负载的星形连接三相四线制三相电路对称负载：3.3 负载星形连接时三相电路的分析和计算3.3.1三相对称负载的星形连接三相四线制三相电路三相对称电源的相电压为电源相电压有效值3.3 负载星形连接时三相电路的分析和计算3.3.1三相对称负载的星形连接三相四线制三相电路特点2）负载电流三相对称；3）线电流等于相电流；1）负载电压等于电源相电压；4）中线电流为零。中线可省略啦【例

4、】 现有白炽灯90盏，每盏灯的额定电压为220V，额定功率为100W。电源是三相四线制供电系统，电压为380V/220V。 问90盏白炽灯该如何接入该三相电源？画出电路图；当所有的白炽灯都点亮时，求线电流 、 、 和中线电流 。解:根据灯的额定电压应接在相线和中线之间303030每盏灯的电阻为每相30盏灯并联电阻为对称性【例】 如图电路中，已知 ，其上按星形方式接入某三相对称负载，每相的复数阻抗为Z=6+j8 ，求负载的相电流iA、 iB、 iC；并画出相量图。 解:负载对称时，有无中线计算方法相同3.3.2三相不对称负载的星形连接三相四线制三相电路1. 三相四线制不对称负载：三相四线制三相电

5、路1. 三相四线制3.3.2三相不对称负载的星形连接负载两端电压等于电源相电压【例】电路如图所示，电源线电压Ul =380V，三相负载ZA=20， ， ，求负载的相电流 和 中线电流 。解:设【例】电路如图所示，电源线电压Ul =380V，三相负载ZA=20， ， ，求负载的相电流 和 中线电流 。解:此例求中性线电流时可利用相量图2. 接入三相三线制（无中性线）3.3.2三相不对称负载的星形连接三相三线制三相电路三相三线制三相电路等效电路2. 接入三相三线制（无中性线）3.3.2三相不对称负载的星形连接设根据节点电压法2. 接入三相三线制（无中性线）3.3.2三相不对称负载的星形连接各负载两

6、端的电压为各负载的电流为【例】如图所示电路中，ZA、 ZB、 ZC为三盏白炽灯，其中ZA=11， ZB=ZC=22 ，它们的额定电压为220V。若电源的线电压为Ul=380V，试求各负载两端的电压，并说明各相白炽灯能否正常工作。 解:设【例】如图所示电路中，ZA、 ZB、 ZC为三盏白炽灯，其中ZA=11， ZB=ZC=22 ，它们的额定电压为220V。若电源的线电压为Ul=380V，试求各负载两端的电压，并说明各相白炽灯能否正常工作。 解:各负载两端的电压为结果：A相灯暗一下，B、C相灯很亮，然后都熄灭。因此照明电一定要有中性线，保证负载两端电压等于电源相电压（220V），中性线不准接保险丝

7、、开关等，要加粗加固。【例】如图所示电路为一种相序指示器电路，取某一相为A相，且与电容相接，其它两相接电灯。设XCRBRCR，试说明如何判断相序。设解:灯较亮的为B相，另一个为C相3.4 负载三角形连接时三相电路的分析和计算3.4.1三相对称负载的三角形连接三角形联接()3.4 负载三角形连接时三相电路的分析和计算三相负载三角形联接()的电路线电流相电流注意：无论负载对称与否，负载两端电压等于电源线电压，都是三相对称的3.4.1三相对称负载的三角形连接对称负载：设：相电流为：相电流对称的3.4.1三相对称负载的三角形连接线电流为：【例】 某对称三相负载的额定电压为380V，其每相负载的复数阻抗

8、为ZABZBCZCA50+j50 ，对称三相电源的线电压 ，试问该三相负载应如何接入三相电源？试计算负载的相电流及线电流。已知该三相负载应以三角形的方式接入电源中。解:由对称性【例】 某对称三相负载的额定电压为380V，其每相负载的复数阻抗为ZABZBCZCA50+j50 ，对称三相电源的线电压 ，试问该三相负载应如何接入三相电源？试计算负载的相电流及线电流。解:由对称性【例】 如图所示电路，三相四线制电源电压为380V/220V。在该供电系统中接入两组对称负载，一组为三角形联接，其每相电阻为R38；另一组为星形联接，其每相的复数阻抗为Z2230o，试求相线上的总电流 。设解:3.4.2三相不

9、对称负载的三角形连接不对称负载：负载两端电压等于电源线电压设3.4.2三相不对称负载的三角形连接设相电流为线电流【例】电路如图所示，负载为三角形连接。已知电源的相电压为 , 三相负载为ZAB=10 j10 , ZBC=10 +j10 , ZCA=j20 , 试求负载的相电流及线流。 解:电源线电压为相电流为负载相电流不对称【例】电路如图所示，负载为三角形连接。已知电源的相电压为 , 三相负载为ZAB=10 j10 , ZBC=10 +j10 , ZCA=j20 , 试求负载的相电流及线流。 解:相电流为线电流为线电流不对称3.5 三相电路的功率1.三相电路的有功功率各相负载两端电压 、各相负载

10、中的电流 、各相负载两端电压与的电流的相位差 或 、各相负载中所包含的电阻三相负载对称Y形联接三相对称负载形联接三相对称负载注意：为负载两端电压与电流的相位差2.三相电路的无功功率3.5 三相电路的功率三相负载对称3.三相电路的视在功率或 注意上述两个视在功率计算公式在负载对称时计算结果相同，但负载不对称时是不同的，电工学用前者计算视在功率。对称负载的功率三角形不对称负载但辅角相同的功率三角形不对称负载辅角不相同的功率三角形两个公式计算值相等两个公式计算值相等两个公式计算值不相等【例】 三相对称负载，若每相复数阻抗为Z16j12，三相四线制电源电压为380/220V。若负载为星形联接，计算相电

11、流、线电流与有功功率、无功功率、视在功率；若负载为三角形联接，计算相电流、线电流及有功功率、无功功率、视在功率；负载为星形联接或 解:负载为星形联接或 同一负载接成三角形时，其线电流是接成星形时的3倍，故若一台三相电动机应为星形联接，却错接成三角形时，电机会烧毁的。【例】三角形联接的三相电路如图所示，电源线电压Ul =380V 。已知 ZAB=10 60o ，ZBC=15 60o ，ZCA= 30 60o 。试求电路有功功率、无功功率和视在功率。解:【例】三角形联接的三相电路如图所示，电源线电压Ul =380V 。已知 ZAB=10 0o ，ZBC=10 30o ，ZCA= 10 60o 。试求电路有功功率、无功功率和视在功率。解:不相等本章小结1）三相对称电源电压幅度相同，频率相同，彼此相位差为120o。Y形