电工电子技术第八讲19教学课件

1、电工电子技术 第八讲2005.3.19复习交流电路的计算三相交流电路例1： 电路如图：已知 R=10 、IC=1A、1 =45（ u、i1 间的相位角）、=50Hz、电路处于谐振状态。试计算 I、I1、U、L、C之值，并画相量图。解：(1) 利用相量图求解相量图如图:由相量图可知电路谐振，则：+-45.U.I1.IC.I又：例1：由相量图可求得：解：例2：已知开关闭合后 u，i 同相。开关闭合前求:(1)开关闭合前后I2的值不变。RXLXC Suii1i21I.I2.I.U.+解：(2)用相量计算开关闭合后 u，i 同相，21III+由实部相等可得由虚部相等可得 V,0200 =U设:A451

2、0 2-=IXRL，所以因为4522)4510/0220(/ 22=W-=IUZ A0=II所以=.RXLXC Suii1i2例3：求图示电路中未知电压表和电流表的读数。电流表读数是14.1A电压表读数是100Vi2V10AAA1V1100Vj1010uii1+u1C1L2II1U11014.1410100VIU141.4V.UL2例4：图示电路中,已知:U=220 V,=50Hz,分析下列情况:(1) K打开时, P=3872W、I=22A，求：I1、UR、UL(2) K闭合后发现P不变，但总电流减小，试说明 Z2是什么性质的负载？并画出此时的相量图。解: (1) K打开时:+U-I1I2I

3、S+.(2) 当合K后P不变 I 减小, 说明Z2为纯电容负载相量图如图示:方法2:+U-I1I2IS+.2IUI1I.返回2.4.1 三相交流电源 概述2.4 三相交流电源2.4.2 三相电路的计算概述 目前世界上电力系统的供电方式，绝大多数采用的是三相制。 所谓三相制，是由三个幅值相等、频率相同、相位互差120的单相交流电源作为电源的供电体系，简称三相电源。由三相电源构成的电路，称为三相交流电路。翻页返回2.4.1 三相交流电源1. 三相交流电源的产生三相交流发电机的构造：定子、转子。定子AXYBZCAYBZXC翻页返回三个定子绕组完全相同，空间位置互差120 AYBZXC转子绕组通直流，

4、并由机械力带动匀速转动。转子SN+翻页返回三相电源电动势Emt翻页返回EA=Em0o.EB=Em-120O.EC=Em120O.翻页Emt特征： 三相对称电动势 -幅值相等、频率相同、相位互差120。返回0相序： 三相电源每相电压出现最大值(或最小值)的先后次序称为相序。如A -B -C 称为正相序。EA=Em0o.EB=Em-120O.EC=Em120O.120o120o120oEA.EB.EC.翻页00=+=+CBACBAeeeEEE&返回中性线或零线端线或火线火线火线相电压：火线与中性线间的电压 线电压：火线与火线间的电压 。2.三相四线制电源ABNC翻页中性点N：X、Y、Z 的公共点。

5、 Z+YuBuCuBCuABuCA+uAX返回相电压相量表示式：线电压与相电压的关系：UA=Um0o.UB=Um-120O.UC=Um120O.UAB=UA.UB._UBC=UB.UC._UCA=UC.UA._翻页ABNCZ+YuBuCuBCuABuCA+uAX返回线电压与相电压的关系：UAB=UA.UB._UBC=UB.UC._UCA=UC.UA._翻页UAB= 3 UA.30oUBC= 3 UB.30oUCA= 3 UC.30o返回CAU.BCU.ABU.CU.BU.AU.ABU.AU.BU.线电压与相电压的关系：UAB= 3 UA.30oUBC= 3 UB.30oUCA= 3 UC.30

6、oUAB= 3 Up.30oUBC= 3 Up.30o 120o= 3 Up-90oUCA= 3 Up.30o 240o= 3 Up-210o返回翻页CAU.BCU.ABU.CU.BU.AU.2.4.2 三相电路的计算三相负载（如三相交流电动机、三相变压器等）。三相电路的负载单相负载（如家用电器、实验仪器、电灯等）。 * 工农业生产与生活用电多为三相四线制电源提供。负载接入电源的原则，应视其额定电压而定。翻页返回如：额定电压为220V的电灯，应接在火线与中性线之间;额定电压380V的三相电动机，应接在三根火线上。 通常三相负载的连接方式有两种：星形联结和三角形联结。ABCN三相负载翻页返回L单

7、相负载1.负载星形联结相电流=线电流,上式为一般关系式，不论负载情况如何都成立。IA=UAZaIB=UBZbIC=UCZC相电流：Ia.Ib.Ic.，线电流：IA.,IB.,IC.IA.=Ia.,IB.=Ib.,IC.=Ic.IN.=IA.+IB.IC.+翻页NZaZcZbN+-UA.UB.UC.Ib.Ia.Ic.IC.IB.IN.IA.返回（1）负载对称特征：ZaZbZC=a =b= c 设各相电压对称，则各相电流将如何？翻页IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.ZaZbZC=Z返回UA.UB.UC.感性负载CI.AI.BI.又 UA UBUC ZaZbZcZ I

8、A =IB =ICA= B = C 因此各相电流对称，即：IN.=IA.+IB.IC=0.+ 既然中线电流为零，是否可以取消中线？翻页UAIA=Za . .; UBIB=Zb . .UCIC=Zc . .IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回负 载三相三 线制 如果省去中线电流，则为三相三线制电路。IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.IA.ZaZcZbIB.IC.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回翻页求：各相电流?图示三相电路, 每相负载为,电源电压对称，例题2.4.1翻页IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.

9、Uc.W=8LXW= , 6R返回UA.UB.UC.感性负载CI.AI.BI.解：以A相为例翻页IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回UA= 2200 V,.IA=6+j8220022 53.1UA.UB.UC.感性负载CI.AI.BI.UAB.根据对称关系，可得 星形联结有中线且负载对称时，仅计算一相即可。小结翻页IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回(2)负载不对称 有中性线时:负载的额定电压等于电源的相电压,相电压仍然是对称的。ZaZbZC= 若中性线断开,虽然线电压仍然是对称的,但负载的相电压不对称。如何进行计算与分析？翻

10、页NZaZcZbN+-UA.UB.UC.Ib.Ia.Ic.IC.IB.IN.IA.返回ACBZaZcZbNN+-UA.+-UC.UB.-+UNN.+-+-Ua.Ub.Uc.1）可将电路变换：UA-Ua.UNN.-=O依据KVL列方程2）UA.Ua.UNN.-=UC-Uc.UNN.-=OUB-Ub.UNN.-=OUB.Ub.UNN.-=UC.Uc.UNN.-=翻页-+UNN.+UA.-Ua.-+NNACBZaZcZb+UB.-+UC.-Uc.-+Ub.-+返回UNN.=UA.za+UB.zbUC.zcza1zb1+zc1+UB.Ub.UNN.-=UC.Uc.UNN.-=UA.Ua.UNN.-=翻

11、页-+UNN.+UA.-Ua.-+NNACBZaZcZb+UB.-+UC.-Uc.-+Ub.-+返回1.负载不对称且无中性线时，负载相电压不对称，有可能超过用电器的额定电压，这是不允许的。2.中性线的作用，在于使星形联结不对称负载的相电压保持对称；为了保证负载相电压对称，中性线在运行中不允许断开（中性线不允许接保险丝）。翻页小结返回2.负载三角形联结相电流：负载三角形联结时：负载的相电压等于电源的线电压。Iab.=Uab.ZabIbc.=Ubc.ZbcIca.=Uca.Zca线电流：IA.IB.IC.,翻页ACZabZbcZcaIbc.Ica.Uab.+-+-Ubc.Uca.IB.IC.IA.

12、Iab.B返回依KCL列方程：感性负载当负载对称时，分析线电流和相电流的关系：IB.=Iab.Ibc._IA.=Ica.Iab._IC.=Ibc.Ica._Iab.Ica.Ibc.-Ica.Iab3翻页IA.ACZabZbcZcaIbc.Ica.Uab.+-+-Ubc.Uca.IB.IC.Iab.B返回IA.Uab.负载作 连结且对称时，线电流和相电流的一般关系式： 记住上述公式Iab3Iab.Ica.Ibc.IC.IB.-Ica.IA.IA=3Iab-30oIB=3Ibc.-30oIC=3Ica.-30o翻页IC.IB.返回IB.=Iab.Ibc._IA.=Ica.Iab._IC.=Ibc.

13、Ica._Uab.UbC.UCa. 3.三相电路的功率 一般关系式：有功功率翻页对称负载：IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回星形接法对称负载：注意： 角仍然是相电压与相电流间的相位差角！翻页，IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回三角形接法对称负载：，翻页ACZabZbcZcaIbc.Ica.Uab.+-+-Ubc.Uca.IB.IC.IA.Iab.B返回依照相同的方法可得三相对称电路的无功 功率及视在功率：三相对称负载有功功率一般表达式：无功功率：视在功率：翻页注意： 角均是相电压与相电流间的相位差角！返回已知：三相电路中求

14、： 1、星形负载线电流：求解思路：翻页例2.4.2IA.IAB.ACBICA.IBC.返回VUoAB30380=P =10kW ，Dcosj D=1YYP =5kW ，cosj = 0.5（感性）Qj =60YYcosj =0.5（感性），翻页ACBICA.IBC.IA.返回IIIAAYAD+=AtAi)30sin(23.26-=w2、三角形负载线电流：UA.I相D303060Uab.IA.对称负载：（不论星形联结还是三角形联结）电压对称、 电流对称，只需计算一相。 小结不对称负载：每相分别计算。星形联结三角形联结电源对称负载线电压超前所对应的相电压30线电流滞后所对应的相电流30，本节结束返回依照相同的方法可得三相对称电路的无功 功率及视在功率：三相对称负载有功功率一般表达式：无功功率