電工學(xué)教學(xué)課件：第5章 三相電路

1、下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出1下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出2下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出3NS AXe在兩磁極中間，放一個(gè)線圈。在兩磁極中間，放一個(gè)線圈。根據(jù)右手定則可知，線根據(jù)右手定則可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向由其方向由AX。讓線圈以讓線圈以 的速度順時(shí)的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。針旋轉(zhuǎn)。 合理設(shè)計(jì)磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，合理設(shè)計(jì)磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到線圈兩端便可得到單相單相交流電動(dòng)勢(shì)。交流電動(dòng)勢(shì)。tEeAXsin2下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出4

2、SN+_eeU1U2定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子+e1e2e3+ 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出5鐵心鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組三相繞組: 直流勵(lì)磁的電磁鐵直流勵(lì)磁的電磁鐵定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)tEu sinm1 )120sin(m2 tEu )120sin(m3 tEu UUU 01)23j21(1203 UUU)23j21(1202 UUU三相電壓的特征：三相電壓的特征：大小相等大小相等頻率相同頻率相同相位互差相位互差120下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出6U2U1 . .120120120U3 .tUu sinm1 )120s

3、in(m2 tUu )120sin(m3 tUu UUU 01 1202UU 1203UUuOu1u2u32 120 240 360t 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出7對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之和為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之和為 00321 uuu即：即：0321 UUU或或三個(gè)正弦交流電動(dòng)勢(shì)滿足以下特征三個(gè)正弦交流電動(dòng)勢(shì)滿足以下特征下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出8N L2 L3L1NU1V1W1(1) 聯(lián)接方式聯(lián)接方式中性點(diǎn)中性點(diǎn)321UUU、312312UUU、 UP UL3u+1u2u12u+31u23u下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)

4、退出退出92112UUU 3223UUU 1331UUU 由相量圖可得由相量圖可得 30303112UU 1U3U2U12U2U L1NL2L3+1u+31u2u3u12u23u下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出10 p 相電壓相電壓線電壓線電壓 時(shí)時(shí)結(jié)結(jié)結(jié)論：電源結(jié)論：電源形聯(lián)形聯(lián)UUl 且超且超線電壓線電壓形聯(lián)結(jié)時(shí)形聯(lián)結(jié)時(shí)結(jié)論：電源結(jié)論：電源,3,Y PUUl 。三三相相線線電電壓壓也也是是對(duì)對(duì)稱稱的的前前相相應(yīng)應(yīng)的的相相電電壓壓 ,30 303223UU 303331UU+L2L1L312uBCU31u23u下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出11短路短

5、路+E三個(gè)電源串接三個(gè)電源串接能否造成短路？能否造成短路？直流電源行嗎？直流電源行嗎？1u3u2u問(wèn)題討論問(wèn)題討論+-EEE直流電源串接不行，直流電源串接不行，三相交流電源可以，三相交流電源可以， 為什么？為什么？下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出121u3u2u三相交流電源中三個(gè)三相交流電源中三個(gè)電源可以串接的原因電源可以串接的原因在于：在于： 三個(gè)電源的電壓任三個(gè)電源的電壓任何瞬間相加均為零。何瞬間相加均為零。uOu1u2u32 120 240 360t 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出13下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出14L3三

6、相四線制三相四線制380/220伏伏 額定相電壓為額定相電壓為220伏的單相負(fù)載伏的單相負(fù)載 額定線電壓為額定線電壓為380伏的三相負(fù)載伏的三相負(fù)載下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出15+1u2u3u+Z1Z2Z3Ni1i321III、N 電源中性點(diǎn)電源中性點(diǎn)N 負(fù)載中性點(diǎn)負(fù)載中性點(diǎn)1i2i3i下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出16P3UUlPIIl Y 聯(lián)結(jié)時(shí)：聯(lián)結(jié)時(shí)：321NIIII 333222111 ZUIZUIZUI +1u2u3u+Z1Z2Z3Ni1i1i2i3i下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出17+1u2u3u+Z1Z2Z3

7、Ni1i1i2i3i負(fù)載對(duì)稱時(shí)負(fù)載對(duì)稱時(shí),中性線無(wú)電流中性線無(wú)電流,可省掉中性線，可省掉中性線，稱為三相稱為三相三線制。三線制。0321N IIII中中線線電電流流321ZZZ因?yàn)槿嚯妷簩?duì)稱，且所以負(fù)載對(duì)稱時(shí)，所以負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相電流也對(duì)稱。三相電流也對(duì)稱。P3UUl 負(fù)載對(duì)稱無(wú)中性線時(shí)負(fù)載對(duì)稱無(wú)中性線時(shí) 負(fù)載對(duì)稱時(shí)，負(fù)載對(duì)稱時(shí)，只需計(jì)算一相電只需計(jì)算一相電流，其它兩相電流，其它兩相電流可根據(jù)對(duì)稱性流可根據(jù)對(duì)稱性直接寫(xiě)出。直接寫(xiě)出。A15010A9010 A3010321 III可可知知：如如：下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出18例例1 1：燈組，若燈組，若R1=R2=

8、R3 = 5 ，求線電流及中性線電流，求線電流及中性線電流IN ; 若若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求線電流及中性求線電流及中性 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對(duì)稱。設(shè)電一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對(duì)稱。設(shè)電源線電壓源線電壓 。負(fù)載為電。負(fù)載為電V)30314sin(238012 tu線電流線電流 IN 。N+1uN R1R2R3L1L2L32u3u1i2i3iNi下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出19中性線電流中性線電流0321N IIII解：解： 已知：已知：V3038012 UV02201 U A044A50220111 RUI(1) 線電流線電流 三

9、相對(duì)稱三相對(duì)稱A120442 IA120443 IN+1uN R1R2R3L1L2L32u3u1i2i3iNi下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出20(2) 三相負(fù)載不對(duì)稱三相負(fù)載不對(duì)稱（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分別計(jì)算分別計(jì)算各線電流各線電流中性線電流中性線電流A12011A20120220333 RUIA12022A10120220222 RUIA1929 A12011A12022A044321N IIIIA044A50220111 RUI下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出21解解: (1) 中性線未斷中性線未斷L1 L1L2 L3 L1

10、L1 R1R3R2L1L2NL3N 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出22 3+3u 2u 1u L2L3L1 此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)L1V380,V380,0,03313212211 UUUUUUUU下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出23L1 L2 、 L3相燈仍承受相燈仍承受220V電壓電壓, 正常工作。正常工作。A7 .1202103803223 RRUIV127107 .1222 IR UV254207 .1233 IR UiL2L3+ R1R3R2L1L2NL3N 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出24下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目

11、錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出255.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路321III、12I23I31IL1+12u12i23u31uL2L3i1i2i323i31iZ31Z12Z23下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出26(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、L1+12u23u31ui1i2i3Z31Z12Z23L2L312i23i31i下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)

12、上一頁(yè)退出退出27相量圖相量圖I23I12I30負(fù)載對(duì)稱時(shí)負(fù)載對(duì)稱時(shí), I2I3(3) 線電流線電流。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線電流線電流聯(lián)接時(shí)聯(lián)接時(shí)對(duì)稱負(fù)載對(duì)稱負(fù)載 : :結(jié)論結(jié)論 P IIl由相量圖可求得由相量圖可求得31121III 12232III 23313III ZUIIIIPP312312 RXarctan312312 lIIII 321PP330cos2IIIl U23U12U3131I 1I下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出28303121II303303313232IIII負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三角形接法線、相電流的

13、相位關(guān)系負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出29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 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)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 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 三相電動(dòng)機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三三相電動(dòng)機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形(具有中性線具有中性線)。下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出30llIIUU31 ,pp 對(duì)稱負(fù)載對(duì)稱負(fù)載 聯(lián)結(jié)時(shí)：聯(lián)結(jié)時(shí)： PPPPcos3cos3 llIUIUP

14、 同理同理ppppsin3 sin3 llIUIUQ llIIUU pp ,31對(duì)稱負(fù)載對(duì)稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時(shí)：聯(lián)結(jié)時(shí)：相電壓與相相電壓與相電流的相位差電流的相位差當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)：當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)：P = 3Up Ipcos pllIUIUQPS3 3 PP22 所以所以下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出31 有一三相電動(dòng)機(jī)有一三相電動(dòng)機(jī), 每相的等效電阻每相的等效電阻R = 29 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 試求下列兩種情況下電動(dòng)機(jī)的相電流、試求下列兩種情況下電動(dòng)機(jī)的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果：線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果： (

15、1) 繞組聯(lián)成星形接于繞組聯(lián)成星形接于Ul =380 V的三相電源上的三相電源上; (2) 繞組聯(lián)成三角形接于繞組聯(lián)成三角形接于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 . 63803cos322 llIUPWk2 . 38 . 01 . 63803 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出32Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3 llIUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)A5 .103P IIl 比較比較(1), (2)的結(jié)果的結(jié)果: 有的電

16、動(dòng)機(jī)有兩種額定電壓有的電動(dòng)機(jī)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(shí)時(shí), 電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為220 V時(shí)時(shí), 電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形。在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)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)情況下的線電流比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大 倍倍。3下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出33例例2:L1L2L3 ZYR 線電壓線電壓Ul

17、為為380 V的三相電源上，接有兩組對(duì)稱的三相電源上，接有兩組對(duì)稱三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相三相電源：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R =10 , 如圖所示。試求：如圖所示。試求：(1)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；(3) 三相有功功率。三相有功功率。 373 .36Z設(shè)設(shè)解：解：V038012 UV302201 U則則下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出34 A37-47.10A3736.303801221 ZUI A03-22

18、Y1Y1 RUI A6713.1803-37347.101 I A7 .463830226713.18Y111 III下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出351U12U1IWk24144809546W223803W8 . 013.183803cos3cos3YlYlllYIUIUPPP-30o-67o-46.7oY1I 1I下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出36 三相對(duì)稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，三相對(duì)稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，Ul =220V，當(dāng)，當(dāng)S1、 S2 均閉合時(shí)，各電流表讀數(shù)均為均閉合時(shí)，各電流表讀數(shù)均為17.3A，三相功率，三相功率 P = 4.5 kW，試求

19、，試求: 1) 每相負(fù)載的電阻和感抗；每相負(fù)載的電阻和感抗； 2) S1合、合、S2斷開(kāi)時(shí)斷開(kāi)時(shí), 各電流表讀數(shù)和有功功率各電流表讀數(shù)和有功功率P； 3) S 1斷、斷、S 2閉合時(shí)閉合時(shí), 各電流表讀數(shù)和有功功率各電流表讀數(shù)和有功功率P。例例3：A3A2A1S2Z12Z23下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出37或：或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R 223/32.17220PPIUZllIUP3cos 68. 0 1568. 022cos ZR 1 .16733. 022sin ZXL 解：解：(1) 由已知條件可求得由已知條件可求得A3A2A1S2

20、Z12Z23下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出38(2) S1閉合、閉合、S2斷開(kāi)時(shí)斷開(kāi)時(shí) A1 = A3 = 10A A2 =17.32 A 流過(guò)電流表流過(guò)電流表 、 的電流變?yōu)橄嚯娏鞯碾娏髯優(yōu)橄嚯娏?IP，流過(guò)電流表流過(guò)電流表 的電流仍的電流仍為線電流為線電流Il 。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)因?yàn)殚_(kāi)關(guān)S均閉合時(shí)均閉合時(shí) 每相有功功率每相有功功率 P =1.5 kW 當(dāng)當(dāng) S1合、合、S2斷時(shí)，斷時(shí)，Z12、Z23 的相電壓和相電流不的相電壓和相電流不變，則變，則P12、P23不變。不變。P = P12+P23 = 3 kWA3A2A1S2Z12Z23下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上

21、一頁(yè)退出退出39A2 = 0A I1I2 P = 1/4 P12+ 1/4 P23 +P31 = 0.375 kW+ 0.375kW+ 1.5kW = 2.25 kWA3A2A1SS2Z12Z23下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出401i11i12iPu+下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出41A605 . 0220407021 IA6046.25 A5 .464 .3021111 IIIA01220603011 IA01818. 8 VU .設(shè)設(shè) =220 01i11i12iPu+下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出42三層三層二層二層一層一層Cu+ 某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來(lái)，而第一層樓電燈亮度不變，所有電燈都突然暗下來(lái)，而第一層樓電燈亮度不變，試問(wèn)這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同試問(wèn)這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同時(shí)發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，時(shí)發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又是什么原因這又是