模塊四 三相電路

1、物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:654227591模塊四模塊四 三相電路三相電路項(xiàng)目一項(xiàng)目一 三相電壓三相電壓項(xiàng)目二項(xiàng)目二 三相負(fù)載的星形（三相負(fù)載的星形（ Y ）聯(lián)結(jié)）聯(lián)結(jié)項(xiàng)目三項(xiàng)目三 三相負(fù)載的三角形（三相負(fù)載的三角形（ ）聯(lián)結(jié)）聯(lián)結(jié)*項(xiàng)目四項(xiàng)目四 三相電路的功率三相電路的功率物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:654227592三相繞組三相繞組n單相繞組單相繞組（是轉(zhuǎn)動(dòng)的，亦稱（是轉(zhuǎn)動(dòng)的，亦稱）三相繞組的三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等三相繞組的三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等, 頻率相同頻率相同, 彼此之間相位相差彼此之間相位相差120。+SN鐵心鐵心繞組繞組+SN+SN+SN+SN+SN+SN+SN（亦

2、稱（亦稱）：定子鐵心內(nèi)圓周表面有槽，放入三相電樞繞組。）：定子鐵心內(nèi)圓周表面有槽，放入三相電樞繞組。1L1L 1L1L 2L2L 3L 3L1L1L 2L2L 3L3L 項(xiàng)目一項(xiàng)目一 三相電壓三相電壓物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:654227593tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin()240sin(mm3 tUtUu 三相電三相電源源是由三相發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的頻率相同、是由三相發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的頻率相同、幅值相等、相位互差幅值相等、相位互差120120的三相對(duì)稱正弦電壓的三相對(duì)稱正弦電壓。U Um mUUm m t t0 02 2 u u1 1u u3 3u u2 2

3、物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:654227594也可用相量表示也可用相量表示：120120U U1 1 U U3 3 U U2 2 120120120120三相電壓相量圖三相電壓相量圖特點(diǎn)為：特點(diǎn)為：0221 UUU0321 uuu 頻率相同、幅值相等、相位互差頻率相同、幅值相等、相位互差120120的三相的三相電壓稱為電壓稱為。o3120UU o2120 UUo10UU 三相交流電壓出現(xiàn)正幅值（或相應(yīng)零值三相交流電壓出現(xiàn)正幅值（或相應(yīng)零值) )的順序稱為的順序稱為 。 在此相序?yàn)樵诖讼嘈驗(yàn)?-2-3-11-2-3-1稱為稱為 在電力系統(tǒng)中一般用在電力系統(tǒng)中一般用區(qū)別區(qū)別1 1、2 2

4、、3 3三相。三相。相序的實(shí)際意義：對(duì)三相電動(dòng)機(jī)，如果相序反了，就會(huì)反轉(zhuǎn)。相序的實(shí)際意義：對(duì)三相電動(dòng)機(jī)，如果相序反了，就會(huì)反轉(zhuǎn)。物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:654227595項(xiàng)目二項(xiàng)目二 三相負(fù)載的星形（三相負(fù)載的星形（ Y ）聯(lián)結(jié)）聯(lián)結(jié)所謂三相負(fù)載 Y 形聯(lián)接，就是將三相負(fù)載的三個(gè)末端聯(lián)接在一起 ，三個(gè)始端分別與電源的三根火線相接。下圖是電燈、電動(dòng)機(jī)繞組Y形接法與三相四線制電源聯(lián)接的電路。NL1三相四線電源L2L3ZDZDZDZ1Z2Z3Z3L1NZ1Z2L2L3物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:654227596一、三相負(fù)載星（Y）形聯(lián)接電路的電壓和電流負(fù)載的相電壓負(fù)載的相電

5、壓 -每相負(fù)載兩端的電壓，即相線與中性之間的電壓，每相負(fù)載兩端的電壓，即相線與中性之間的電壓，如如U1、U2、U3。負(fù)載的線電壓負(fù)載的線電壓 -負(fù)載所接兩相（火）線之間的電壓，如負(fù)載所接兩相（火）線之間的電壓，如U12、U23、U31。NL1L2L3NZ3Z1Z21U2U3U12U23U31U1I2I3INI負(fù)載的相電流負(fù)載的相電流 -每相負(fù)載中流過(guò)的電流，如每相負(fù)載中流過(guò)的電流，如I I1 1、I I2 2、I I3 3負(fù)載的線電流負(fù)載的線電流 -相線中流過(guò)的電流，相線中流過(guò)的電流，如如I1、I2、I3中線電流中線電流 -中線上流過(guò)的電流，即圖中的中線上流過(guò)的電流，即圖中的NI物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院

6、 劉緒軍 工程師 QQ:6542275971.對(duì)稱三相負(fù)載星（Y）形聯(lián)接三相電路所謂三相負(fù)載對(duì)稱，是指各相阻抗相等。NZ3Z1Z2321ZZZ三相負(fù)載對(duì)稱如圖，設(shè)三相負(fù)載的阻抗為:11111zjxRZ21222zjxRZ31333zjxRZ321ZZZ321zzz321即三相負(fù)載對(duì)稱物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:654227598對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路小結(jié)三相負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓，三相負(fù)載的線電壓等于電源的線電壓，線電壓等于相電壓的 倍，線電壓超前于相電壓30相位。3 相電流等于線電流plII 三相負(fù)載的相電壓、線電壓及相（線）電流三相對(duì)稱，只需計(jì)算其中的任意一相，其余二相可

7、依據(jù)對(duì)稱關(guān)系和相序關(guān)系寫(xiě)出。 中線電流 IN = 0 ，中線可?。?三相三線星形聯(lián)接使用， 如下圖三相交流電動(dòng)機(jī)星形聯(lián)接使用）。相電壓pUUUU321plUUUUU3312312線電壓物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275990321NIIIIZ1 =Z2 =Z3 NZ1i1Ni2i3Z2Z3iN=0 NZ1i1Ni2i3Z2Z3中線上無(wú)電流通過(guò)，中線可省Z1 =Z2 =Z3物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275910在三相交流電路中，只要有一相負(fù)載的阻抗不同（阻抗的大小或阻抗角不同），及為三相負(fù)載非對(duì)稱。例如：一相負(fù)載開(kāi)路Z1=Z2Z3NZ1Z2Z3NZ1 = Z

8、2Z3Z1Z2Z3Z1Z2Z3N2. 不對(duì)稱三相負(fù)載星（Y）形聯(lián)接三相電路若三相負(fù)載非對(duì)稱，連接中線極為重要！物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275911（1）非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接無(wú)中線情況圖示為非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接無(wú)中線圖(a)非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接無(wú)中線電路NZAZBZCBUCUAUN CIAIBIABCAUCUBUACB圖(b) 電壓相量圖AUUCBUUNNAUUBCU物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275912三相負(fù)載非對(duì)稱星形聯(lián)接無(wú)中線時(shí)的特點(diǎn)負(fù)載的線電壓等于電源的線電壓！負(fù)載的相電壓不等于電源的相電壓！ABBAUUBCCBUUCAACUUNNAAUU

9、UNNBBUUUNNCCUUU物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275913中點(diǎn)（N和 ）間的電壓N雖然三相電源的相電壓（ ）對(duì)稱，但三相負(fù)載非對(duì)稱（ ZA ZB ZC ），兩中性點(diǎn)間的電壓不等于零。CBAUUU、兩中性點(diǎn)間電壓，將嚴(yán)重影響電路 即0NNU，0NNU非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接時(shí)，必須接中線，且必須確保中線聯(lián)接可靠！造成三相負(fù)載的相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱各相負(fù)載的工作狀況相互影響物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275914（2）非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接有中線情況有中線時(shí)，各相負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓，負(fù)載的相電壓保持對(duì)稱。如圖所示，當(dāng)非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接，且接有

10、中線時(shí)，中線的作用強(qiáng)迫 N 和 的電位相等。N即0NNU且有pUUUUCBAlUUUUACCBBANZAZBZCBUCUAUN CIAIBIABCAUCUBUACBAAUU相電壓BBUUCCUUABBAUUBCCBUUCAACUU線電壓物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275915非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路接有中線時(shí)各相負(fù)載的工作狀況各自獨(dú)立，互不影響。三相負(fù)載非對(duì)稱，負(fù)載的相電流是非對(duì)稱的。即0CBAIII中線電流為0CBANIIII可見(jiàn)，非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路的中線上有電流。因此，中線的存在極為重要，必不可少。中線的作用是平衡三相負(fù)載的相電壓，使負(fù)載的相電壓對(duì)稱，且等于電源

11、的相電壓！AAAAAZZUUI負(fù)載的相電流BBBBBZZUUICCCCCZZUUI物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275916演示舉例（中線的作用）：圖（a）相同瓦數(shù)的燈泡組成對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路，負(fù)載的相電壓相同（等于電源的相電壓），有無(wú)中線都一樣，故中線可省。 圖（b）為非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接電路，有中線，每相負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓，每個(gè)燈泡的亮度相同。ABC（a）三相負(fù)載對(duì)稱，中線可省 NN（b）負(fù)載非對(duì)稱，中線極為重要 ABCN 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275917非對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)接無(wú)中線時(shí)，負(fù)載的相電壓非對(duì)稱。A相負(fù)載的相電壓最低（小

12、于220伏），亮度最暗；C相負(fù)載的相電壓最高（大于220伏），亮度最亮。此情況下，C相的燈泡極易燒壞，實(shí)際中這是不允許的。 （c）負(fù)載非對(duì)稱，無(wú)中線 NABCN物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275918為了保證負(fù)載的相電壓對(duì)稱，必須接中線，中線上不允許接保險(xiǎn)絲、開(kāi)關(guān)。實(shí)際應(yīng)用中，必須注意以下兩點(diǎn)為保證中線聯(lián)接可靠，防止中線斷線，中線應(yīng)采用直徑較大（線電阻盡量?。┖蜋C(jī)械強(qiáng)度較大的銅導(dǎo)線。 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275919項(xiàng)目三項(xiàng)目三 三相負(fù)載的三角形（三相負(fù)載的三角形（ ）聯(lián)結(jié)）聯(lián)結(jié)當(dāng)負(fù)載的額定電壓等于三相電源的線電壓時(shí)，可將負(fù)載接成圖5.3.1所示三角

13、形聯(lián)接的三相電路。 1212121212zjxRZ2323232323zjxRZ3131313131zjxRZ其中， 、 、 是各相負(fù)載的阻抗角，也是各相負(fù)載的相電壓與相電流之間的相位差。 311223L131Z12U23U31U1I2I3I12I23I31I12Z23ZL2L3物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275920一、對(duì)稱三相負(fù)載形聯(lián)接電路的電壓與電流三相負(fù)載對(duì)稱，即滿足 Z12= Z23= Z311. 相電壓與線電壓三相負(fù)載形聯(lián)接時(shí)，各相負(fù)載都直接接在電源的線電壓上，負(fù)載的相電壓（也即線電壓）與電源的線電壓相等，總是對(duì)稱的。L131Z12U23U31U1I2I3I12I

14、23I31I12Z23ZL2L301212UU1202323UU1203131UU312312UUUlU物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:65422759212.對(duì)稱三相負(fù)載形聯(lián)接電路的相電流和線電流L131Z12U23U31U12Z23ZL2L3相電流12I23I31I線電流1I2I3I12I23I31I1I2I3I三相負(fù)載對(duì)稱zZZZZ312312物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275922zUIIIl312312PIzUZUI012121212pIzUZUI12023232323)120(pIzUZUI12031313131)120(pIL131Z12U23U31U12

15、Z23ZL2L312I23I31I1I2I3I相電流對(duì)稱物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:654227592312012012012U23U31U線電流31121III12232III23313III對(duì)稱三相負(fù)載聯(lián)接電路的特征：負(fù)載的線電流和相電流都是對(duì)稱的，線電流滯后于相電流30相位角；線電流是相電流的 倍。312I31I23I31I12I23I3I30lI1I30lI2I30lIPIIII312312lIIII321plII3物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275924二、三相負(fù)載形聯(lián)接電路312312ZZZ非對(duì)稱三相負(fù)載，即如L131Z12U23U31U12Z23ZL2

16、L312I23I31I1I2I3I非對(duì)稱三相負(fù)載聯(lián)接電路的特征：雖然三相負(fù)載非對(duì)稱，但各相負(fù)載直接接于電源的線電壓上，因此，各相負(fù)載的相電壓（也即為線電壓）等于電源的線電壓，總是對(duì)稱的。雖然負(fù)載的電壓對(duì)稱，但由于各相負(fù)載不同，則負(fù)載的相電流和線電流都是非對(duì)稱的。因此，每相的相電流和線電流必須按各相的情況分別單獨(dú)計(jì)算。物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275925三、 三相負(fù)載 Y-聯(lián)接的等效變換13Z1Z2Z3213Z12Z23Z312等效變換由Y形變換為形313322112ZZZZZZZZ113322123ZZZZZZZZ213322131ZZZZZZZZ由形變換為Y形31231

17、231121ZZZZZZ31231212232ZZZZZZ31231223313ZZZZZZ物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275926對(duì)稱三相負(fù)載的 Y - 等效變換213YZYZYZZZZ213等效變換由形變換為Y形3YZZY3ZZ由Y形變換為形物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275927三相負(fù)載電路小結(jié)1.負(fù)載聯(lián)接方式 星（Y）形聯(lián)接 三角（）形聯(lián)接 2.Y形 對(duì)稱 非對(duì)稱 各相負(fù)載的電壓、電流對(duì)稱，線電壓比相電壓超前300NI,plII ,3plUU - 與無(wú)中線情況相同，中線可省有中線 無(wú)中線有中線 無(wú)中線-負(fù)載的線電壓對(duì)稱，相電壓不對(duì)稱，負(fù)載的相電壓不等

18、于電源相電壓負(fù)載的電壓對(duì)稱，等于電源電壓；線電壓比相電壓超前30；電流不對(duì)稱，各相電流必須單獨(dú)計(jì)算0NI,plII ,3plUU 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:65422759283.形 對(duì)稱 非對(duì)稱 plII3相電流對(duì)稱，線電流滯后于相電流30，線電流是相電流的 倍。3負(fù)載的電壓對(duì)稱，等于電源線電壓lUUUU3123124.負(fù)載三相對(duì)稱電路，只需計(jì)算任意一相的電壓或電流，其余二相可依據(jù)對(duì)稱關(guān)系和相序關(guān)系寫(xiě)出。負(fù)載的電壓對(duì)稱，等于電源線電壓lUUUU312312線電流和相電流均為非對(duì)稱，負(fù)載的線電流一般不等于相電流的 倍。各相的電流必須單獨(dú)計(jì)算3物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院 劉緒軍 工程師 QQ:6542275929一、有功功率、無(wú)功功率、視在功率一、有功功率、無(wú)功功率、視在功率1. 有功功率有功功率PCCCBBBAAACBAIUIUIUPPPPcoscoscos對(duì)稱三相電路中對(duì)稱三相電路中 P=3UPIPcos PL