第5章 三相交流電路

1、2/333/33SN+定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子4/33鐵心鐵心(作為導(dǎo)磁路徑作為導(dǎo)磁路徑)三相繞組三相繞組匝數(shù)相同匝數(shù)相同空間排列互差空間排列互差120 :直流勵磁的電磁鐵直流勵磁的電磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子發(fā)電機結(jié)構(gòu)發(fā)電機結(jié)構(gòu)tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin(m3 tUu UUU 01)23j21(1203 UUU)23j21(1202 UUU5/33tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin(m3 tUu UUU 01 1202UU 1203UU6/33對稱三相電壓的瞬時值之和為對稱三相電壓的瞬時值之和為 0，即，即0321 uuu0321 UUU

2、或或三個正弦交流電壓滿足以下特征三個正弦交流電壓滿足以下特征7/33(1) 連接方式連接方式中性點中性點321UUU、312312UUU、 UP UL3u+1u2u12u+31u23u8/332112UUU 3223UUU 1331UUU 由相量圖可得由相量圖可得 30303112UU 12U2U 9/33 UU, 相相電電壓壓線線電電壓壓 時時結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)論論：電電源源形形聯(lián)聯(lián)PL 且且超超線線電電壓壓形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時時結(jié)結(jié)論論：電電源源,3,PLUUY 。三三相相線線電電壓壓也也是是對對稱稱的的前前相相應(yīng)應(yīng)的的相相電電壓壓 ,30 303223UU 303331UU10/3311/3312/33

3、Ni1i321III、N 電源中性點電源中性點N 負(fù)載中性點負(fù)載中性點1i2i3i IP IL13/33321NIIII 333222111 ZUIZUIZUI PL3UUPLII Y形聯(lián)結(jié)時：形聯(lián)結(jié)時： 14/33負(fù)載對稱時負(fù)載對稱時,中性線無電流中性線無電流,可省掉中性線?？墒〉糁行跃€。0321N IIII 中中性性線線電電流流所以負(fù)載對稱時，所以負(fù)載對稱時，三相電流也對稱。三相電流也對稱。P3LUU 負(fù)負(fù)載載對對稱稱無無中中線線時時 負(fù)載對稱時，負(fù)載對稱時，只需計算一相電只需計算一相電流，其他兩相電流，其他兩相電流可根據(jù)對稱性流可根據(jù)對稱性直接寫出。直接寫出。A15010A9010 A3

4、010321 III可可知知：如如：因為三相電壓對稱，且因為三相電壓對稱，且Z1=Z2=Z3，15/33例例1： 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓電源線電壓 。負(fù)載。負(fù)載為白熾燈組。若為白熾燈組。若R1=R2= R3 = 5 ，求線電流及中性，求線電流及中性線電流線電流IN ; 若若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求線電流求線電流及中性線電流及中性線電流 IN。 V)30314sin(238012 tu16/33中性線電流中性線電流0321N IIII解：解：已知已知 V3038012 UV02201 U A044A502201

5、11 RUI(1) 線電流線電流 三相對稱三相對稱A120442 IA120443 I17/33(2) 三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載不對稱（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分別計算各線電流分別計算各線電流中性線電流中性線電流A12011A20120220333 RUIA12022A10120220222 RUIA12011A12022A044321N IIIIA044A50220111 RUIA191 .29 18/33解解: (L1 L1L2 L3 L1L1（R1=5 ，R2=10 ，R3=20 ）19/33L2L3 此時負(fù)載中性點此時負(fù)載中性點L1 V380,V380,0,033132

6、12211 UUUUUUUU20/33L1 L2 、 L3相電燈仍承受相電燈仍承受220V電壓電壓, 正常工作。正常工作。A7 .12A02103803223 RRUIV127V107 .1222 IR UV254V207 .1233 IR U21/3322/33321III、12I23I31I23/33(2) 相電流相電流121212ZUI 232323ZUI 313131ZUI (1) 負(fù)載相電壓負(fù)載相電壓=電源線電壓電源線電壓即即 UP = UL即即相電流：相電流：312312III、線電流：線電流： 321III、24/33相量圖相量圖負(fù)載對稱時負(fù)載對稱時, (3) 線電流線電流由相量

7、圖可求得由相量圖可求得31121III 12232III 23313III ZUIIIIPP312312 RXarctan312312 。3030且落后相應(yīng)的相電流且落后相應(yīng)的相電流(相電流),(相電流),3 3線電流線電流，時時形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié)對稱負(fù)載對稱負(fù)載 : :結(jié)論結(jié)論 PLII L321IIII PPL330cos2III 25/33負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源的線電壓電源的線電壓應(yīng)作應(yīng)作 形連接形連接負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源線電壓電源線電壓31應(yīng)作應(yīng)作 Y 形連接形連接26/33LPLP31,II UU 對稱負(fù)載對稱負(fù)載 形形連接時連接時 PPPPcos3cos

8、3LL IUIUP 同理同理PLLPPPsin3sin3 IU IUQ LPLP,31II UU 對稱負(fù)載對稱負(fù)載Y形形連接時連接時 當(dāng)負(fù)載對稱時當(dāng)負(fù)載對稱時 P = 3UP IPcos PLLPP2233IU IUQPS 所以所以27/33 有一三相電動機有一三相電動機, 每相的等效電阻每相的等效電阻 R = 29 , 等等效感抗效感抗XL=21.8 , 試求下列兩種情況下電動機的相電試求下列兩種情況下電動機的相電流、線電流以及從電源輸入的功率流、線電流以及從電源輸入的功率, 并比較所得結(jié)果。并比較所得結(jié)果。 (1) 繞組連成星形，接于繞組連成星形，接于UL =380 V的三相電源上的三相電

9、源上; (2) 繞組連成三角形繞組連成三角形, 接于接于UL =220 V的三相電源上。的三相電源上。例例1:解解: (1)A1 . 6A8 .212922022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322LL IUPWk2 . 3W8 . 01 . 63803 28/33Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3LL IUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)A5 .103PL II 比較比較(1)、(2)的結(jié)果的結(jié)果: 有的電動機有兩種額定電壓有的電動機有兩種額定電壓, 如如220/380 V。當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為380 V時時, 電動機

10、的繞組應(yīng)連接成星形；電動機的繞組應(yīng)連接成星形；當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為220 V時時, 電動機的繞組應(yīng)連接成三角形。電動機的繞組應(yīng)連接成三角形。在三角形和星形兩種連接法中在三角形和星形兩種連接法中, 相電壓、相電流相電壓、相電流以及功率都未改變以及功率都未改變，僅，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流為星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流為星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流 倍倍。329/33例例2: 線電壓線電壓UL為為380 V的三相電源上，接有兩組對稱的三相電源上，接有兩組對稱三相負(fù)載：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相三相負(fù)載：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗阻抗 ; 另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻

11、性另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性負(fù)載，每相電阻負(fù)載，每相電阻RY =10 , 如圖所示。試求：如圖所示。試求：各組負(fù)載的相電流；各組負(fù)載的相電流；(2) 電路線電流；電路線電流；(1)(3) 三相有功功率。三相有功功率。 373 .36Z設(shè)設(shè)解：解：V038012 UV302201 U則則30/33 ZUI A3747.10A3736.303801221 RUI A0322Y1Y1 I A6713.180337347.101 A7 .4638A)30226713.18(Y111 III31/33Wk4 . 2)W144809546(W223803W8 . 013.183803cos3cos3YLLLLY IUIUPPP 67o32/33 某大樓為日光燈和白熾燈混合照明，需裝某大樓為日光燈和白熾燈混合照明，需裝4040W日光燈日光燈 210盞盞(cos 1=0.5)，60W白熾燈白熾燈 90 盞盞(cos 2=1), 它們的額定電壓都是它們的額定電壓都是220V，由，由380/ /220V的的電網(wǎng)供電。試分配其負(fù)載并指出應(yīng)如