第4章+三相交流电路.ppt

1、第4章 三相电路,4.1 三相电源,4.2 负载星形联接的三相电路,4.3 负载三角形联接的三相电路,4.4 三相功率,第4章 目录,4.1.1 三相交流电动势的产生,A,X,e,e,B,Y,e,e,C,Z,e,e,(1) t=0时,A相绕组的感 应电动势达到最大。,(2) t=120时,B相绕组的 感应电动势达到最大。,(3) t=240时,C相绕组的 感应电动势达到最大。,4.1 三相电源,三相交流发电 机结构示意图,第4章 4.1,各相绕组中感应电动势的正方向,三相对称电动势,eB,B,Y,eC,C,Z, t,0,2,eA= Emsin t,eB= Emsin ( t 120),eC=

2、Emsin ( t +120),三相对称电动势的幅值相等, 频率相同, 彼此间的相位差也相等。,相序A-B-C,第4章 4.1,4.1.2 三相电源的联接,A,B,C,1. 发电机绕组星形联接,发电机绕组星形联接, 可提供两种数值的电压。,相电压,线电压,第4章 4.1,中性线,相线,相线,相线,发电机绕组星形联接时线电压与相电压的关系,相电压,线电压,第4章 4.1,Ul = UP,在大小关系上，线电压是相电压的 倍， 在相位上, 线电压比相应的相电压超前30 。,请牢记6个电压 之间的关系,例: 发电机绕组星形联接, 已知线电压,=380,120 V，,解：由相量图得,第4章 4.1,2.

3、 三相绕组三角形联接,eA + eB + eC = 0,提供一组三相对称电压,第4章 4.1,A,B,C,N,不对称负载,当单相负载 的额定电压等 于电源的相电 压时，应将负 载接在相线与 中性线之间。,4.2 负载星形联接的三相电路,三相四线制电路,第4章 4.2,A,B,C,N,ZA,ZB,ZC,1. 三相不对称负载,N,A,B,C,每相负载上的电压等于电源的相电压, 可分别计算各相负载中的电流, 即,第4章 4.2,2. 三相对称负载,ZA =ZB= ZC =Z ,A,B,C,N,N,ZA,ZC,A,B,C,中性线电流,三相负载对称时可以不要中性线.,相量图,第4章 4.2,第4章 4.

4、2,C,ZC,C,A,B,N,ZA,ZB,例：已知对称三相电源的相电压UP=220V，ZA =5，ZB=10，ZC =20 ,各相负载的UN=220V。试求有中性线和无中性线两种情况下，各相负载的相电压、相电流及中性线电流, 画出相量图。,N,A,B,解：（1）有中性线,19.1,ZA =5，ZB=10，ZC =20,第4章 4.2,相量图,（2）无中性线,先用节点电位法求出负载中性点与电源中性点间的电压,= 83.2 19 V,A,B,C,N,N,ZA,ZB,ZC,各相负载的相电压,=14411 V,=249.5 -139o V,第4章 4.2,=288 131o V,139o,131o,第

5、4章 4.2,各相负载的相电流,A,B,C,N,ZA,ZB,ZC,例：在有中性线和无中性线两种情况下，分析A 相负载发生短路或断路时电路的工作情况。,（1）有中性线 , A相负载发生短路,FU,仅A相熔断器熔断, B相、C相负载仍正常工作。,N,A,B,C,第4章 4.2,FU,FU,A,B,N,ZA,ZB,（2）无中性线 , A相负载发生短路,FU,B相、C相负载承受电源线电压，IB、 IC增大，, FU不一定熔断, B相、C相负载损坏。,N,A,B,第4章 4.2,C,ZC,C,FU,FU,A,B,N,ZA,ZB,（3）有中性线, A相断路,S,B相、C相负载正常工作。不受影响。,N,A,

6、B,第4章 4.2,C,ZC,C,FU,FU,FU,（4）无中性线 , A相断路,A,B,N,ZA,ZB,S,FU,N,A,B,第4章 4.2,C,ZC,C,FU,FU,从上面的例题可以看出:,(1) 负载不对称而又没有中性线时,负载的相电压就 不对称,有的相的电压高于负载的额定电压,有的 低于负载的额定电压, 这都是不允许的。三相负 载的相电压必须对称。,(2) 不对称负载星形联接时必须有中性线。 中性线的 作用就在于使星形联接的不对称负载的相电压对 称。中性线(指干线)内不应接入熔断器或闸刀开 关, 以保证中性线不断开。,第4章 4.2,结 论,A,B,C,N,当负载的额定电压等于电源的线

7、电压时，应将负载 接在两根相线之间，形成三角形联接。,4.3 负载三角形联接的三相电路,第4章 4.3,A,B,C,ZBC,ZCA,ZAB,三相负载三角形联接时，负载的相电压 等于电源的线电压。因此，不论负载对称 与否，其相电压总是对称的。,相电流,线电流,第4章 4.3,对称负载三角形联接,A,B,C,ZBC,ZCA,ZAB,ZAB =ZBC= ZCA =Z=Z ,第4章 4.3,对称负载三角形 联接时，电压、 电流的相量图,第4章 4.3,A,B,C,R,R,R,N,例: 三相对称电源,负载 R=38 , UN=380V。接在A与N之间的单相负载 P =1100W, cos = 0.5 (

8、感性), 试求各相电流和线电流, 并画出相量图 。,P = UAIANcos,= 220 IAN0.5,= 1100 W,IAN= 10 A,第4章 4.3,解：,51.2o,=24 51.2oA,=17.3 150oA,=17.3 +90oA,= 15 j18.66,第4章 4.3,1. 三相负载不对称,1.有功功率：P =PA+ PB+ PC ,2.无功功率：Q =QA+ QB+ QC ，QA= UAPIAPsin A,PA= UAPIAPcos A,1.有功功率：P = 3PA= 3UP IP cos,4.4 三相功率,2. 三相负载对称,注意:式中的 角仍为相电压与相电流之间的相位差。,第4章 4.4,五、(8分) 已知三相四线制电路中，电源线电压有效值为380V，相序为A-B-C，负载为 Y 形连接，负载阻抗分别为ZA=22，ZB=2260，ZC=1130，试求：各相电流和中线电流的有效值。（99级）,解：,= 17.32 3