三相正弦交流電路

第四章三相交流電路第4章三相正弦交流電路

4.1對(duì)稱三相正弦交流電源4.3對(duì)稱三相正弦交流電路的功率

4.2對(duì)稱三相正弦交流電路的計(jì)算4.4不對(duì)稱三相正弦交流電路的分析課堂討論下一章上一章返回主頁(yè)4.1對(duì)稱三相正弦交流電源

4.1.1對(duì)稱三相正弦交流電源的特征及數(shù)學(xué)表達(dá)式第4章三相正弦交流電路對(duì)稱三相正弦交流電源，由三個(gè)頻率相同、幅值相等、初相位依次相差120°的正弦交流電壓源構(gòu)成。一相：其中每一個(gè)電源稱為一相三相，分別稱為A相、B相、C相以A相為參考，電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式：4.1對(duì)稱三相正弦交流電源uA=UmsinωtuB=Umsin(ωt-120°)uC=Umsin(ωt+120°)三相電壓的相量表達(dá)式：UA=U0°=U

=(-+j)U

1232UC=U120°UB=U-120°=(--j)U

1232O

teuA

uB

uCuA+uB+uC=0120°UA

UB

UC

120°120°UA+UB+UC=04.1.2對(duì)稱三相正弦交流電源的產(chǎn)生及聯(lián)結(jié)方式1.三相交流發(fā)電機(jī)的工作原理

對(duì)稱三相繞組：NS定子橫截面U1U2V2V1W2W1轉(zhuǎn)子原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)始端末端e4.1對(duì)稱三相正弦交流電源

t

Oe1

U1V2V1W2W1U2NS

t

Oe3

t

O

e2

三相交流發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)4.1對(duì)稱三相正弦交流電源2.對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)O

te相序e1→e2→e3→e1——正序。e1=Emsin

te2=Emsin(

t－120o)e3=Emsin(

t＋120o)e1

e2

e34.1對(duì)稱三相正弦交流電源

熱電廠1煤傳送帶2加煤機(jī)3粉碎機(jī)4鍋爐5煤渣6空氣預(yù)熱器7靜電除塵8煙囪9汽輪機(jī)10冷凝器11變壓器12冷卻塔13發(fā)電機(jī)14輸電線火力發(fā)電4.1對(duì)稱三相正弦交流電源燃燒室燃料鍋爐的爐膛循環(huán)水汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)3000r/min升壓變壓器超熱高壓蒸汽電能輸出電能的產(chǎn)生火力發(fā)電4.1對(duì)稱三相正弦交流電源勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)水輪機(jī)水力發(fā)電4.1對(duì)稱三相正弦交流電源小浪底電站水輪機(jī)組安裝4.1對(duì)稱三相正弦交流電源三峽電站首臺(tái)機(jī)組安裝4.1對(duì)稱三相正弦交流電源U1、U2、U3二、三相供電方式1.三相電源的星形聯(lián)結(jié)E1E2E3L1L3L2相線相線相線U12U23U31

線電壓：U12、U23、U31三相三線制N中性線U1U2U3

相電壓：三相四線制U1U3－U2U12U31U2U23U12=3U130o

30o

30o

30o

U23=3U230o

U31=3U330o

UL

=3UP

4.1對(duì)稱三相正弦交流電源2.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)U12=E1U23=E2U31=E3三相三線制E1E2E3L1L3L2U12U23U31

E1＋E2＋E3=04.1對(duì)稱三相正弦交流電源4.2對(duì)稱三相電路的計(jì)算負(fù)載分為三相負(fù)載和單相負(fù)載兩類。單相負(fù)載平均分為三組，構(gòu)成三相負(fù)載，盡可能使三相電源供電均衡。L1L2L3NM3~第4章三相正弦交流電路4.2.1三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)方式ZABZBCZCAACBZBZCZAN'ACB每一個(gè)負(fù)載——一相每相負(fù)載的電壓——相電壓每相負(fù)載的電流——相電流通過(guò)端線的電流——線電流4.2.2對(duì)稱三相電路的計(jì)算

一、對(duì)稱負(fù)載星形聯(lián)結(jié)1.負(fù)載上的電壓忽略中性線的阻抗，則有U1=U2=U3=UP2.相電流4.2對(duì)稱三相電路的計(jì)算L2L3L1NZ1Z2Z3＋U１－＋U3－＋U2－I1I2I3I1=U1Z1I2=U2Z2I3=U3Z33.線電流即

IP=IL4.中性線電流

IN=I1＋I(xiàn)2＋I(xiàn)3IL1=I1L2L3L1NZ1Z2Z3＋U１－＋U3－＋U2－I1I2I3INIL1IL2IL3IL2=I2IL3=I34.2對(duì)稱三相電路的計(jì)算Z1=Z2=Z3

Z1Z2Z3L2L3L1N＋U１－＋U3－＋U2－I1I2I3INIL1IL2IL3=|Z|

Z

Z

Z

U1U2U3I1I2I3

IN=I1＋I(xiàn)2＋I(xiàn)3=0對(duì)稱電感性負(fù)載中性線可以去掉?4.2對(duì)稱三相電路的計(jì)算二、對(duì)稱負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)L2L3L1Z1Z3Z2＋U1－＋U2－－U3＋當(dāng)負(fù)載的額定電壓UN等于電源的線電壓UL時(shí)，要采取三角形聯(lián)結(jié)方式。U1=UL1U2=UL2U3=UL3無(wú)論負(fù)載是否對(duì)稱，負(fù)載上承受的電壓是對(duì)稱的線電壓。1.負(fù)載上的電壓4.2對(duì)稱三相電路的計(jì)算I1=U1Z1I2=U2Z2I3=U3Z3L2L3L1Z1Z3Z2IL3＋U1－＋U2－－U3＋I(xiàn)1IL2IL1I2I3

IL1=I1－I3

IL2=I2－I1

IL3=I3－I2

IL1＋I(xiàn)L2＋I(xiàn)L3=0廣義結(jié)點(diǎn)2.相電流3.線電流4.2對(duì)稱三相電路的計(jì)算I3－I3負(fù)載對(duì)稱U1U2U3I1I2對(duì)稱電感性負(fù)載Z1=Z2=Z3=|Z|

30oIL2IL3IL1

IL

=3

IP

IL1=3I1－30o

IL2=3I2－30o

IL3=3I3－30o

I1=I2=I3=IPIL1=IL2=IL3=IL30o30o4.2對(duì)稱三相電路的計(jì)算4.3對(duì)稱三相正弦交流電路的功率第4章三相正弦交流電路P1=

P2=

P3=

UP

IP

cos

Q1=

Q2=

Q3=

UP

IP

sin

P=3UP

IP

cosQ=3UP

IP

sin1.對(duì)稱星形聯(lián)結(jié)的三相負(fù)載3UPIPcos

=3ILcos

UL3=3UL

ILcos

3UPIPsin

=3ILsin

UL3=3UL

ILsin

4.3對(duì)稱三相正弦交流電路的功率P=3ULILcosQ=3ULILsinS=3ULIL

P

=3UP

IP

cos

Q

=3UP

IP

sinS=3UP

IP

用相值計(jì)算的公式用線值計(jì)算的公式2.對(duì)稱三角形聯(lián)結(jié)的三相負(fù)載3UPIPcos=3

ULcos

IL3=3UL

ILcos

3UPIPsin=3

ULsin

IL3=3UL

ILsin

ABZ2Z2Z2例4.2如圖所示，在380V的三相電源上接有兩組對(duì)稱負(fù)載。已知負(fù)載A是星形聯(lián)結(jié)的三相電阻爐，UN=380V，P1=75kW，cos1=1。負(fù)載B是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，UN=380V，P2=36kW，cos2=0.8。求電源提供的電流。解法一：L2L3L1IL1R1R1R1IL11IL12IL11=P13UNcos1=113.95AIL21=P23UNcos2=68.37A4.3對(duì)稱三相正弦交流電路的功率＋U12－U12U1IL11I21IL12IL1IL1=IL11＋I(xiàn)L12230oABZ2Z2Z2＋U1－L2L3L1IL1I21R1R1R1IL11IL12IL1=IL11+IL12?1=arccos1=0o2=arccos0.8=36.87o

30oIL12=68.37

－66.87oAIL11=113.95－30oA

設(shè)U12=3800oV

IL1=IL11＋I(xiàn)L12=173.6

－43.67oA4.3對(duì)稱三相正弦交流電路的功率即電源提供的電流為173.6A。解法二：用功率三角形求解。P

=P1＋P2=111kWQ

=Q1＋Q2

=P1tan1＋P2tan2

=0＋27=27kvar=114.24kV·A=173.6AS=

P2＋Q2IL=S3UN4.3對(duì)稱三相正弦交流電路的功率課堂討論第4章三相正弦交流電路

4.1某三相對(duì)稱負(fù)載采用三角形聯(lián)結(jié)，接于線電壓為220V的三相電源上；或采用星形聯(lián)結(jié)，接于線電壓為380V的三相電源上，試分析這兩種情況的電流和功率的關(guān)系。(1)相電流的比值為（

）(2)線電流的比值為（

）(3)有功功率的比值為（

）。a.1b.1/3c.3d.e.a31/3da課堂討論

4.2某三相對(duì)稱負(fù)載采用三角形聯(lián)結(jié)，接于線電壓為220V的三相電源上；或采用星形聯(lián)結(jié)，接于線電壓為220V的三相電源上，試分析這兩種情況的電流和功率的關(guān)系。(1)相電流的比值為（

）(2)線電流的比值為（

）(3)有功功率的比值為（

）。a.1b.1/3c.3d.e.d31/3cc課堂討論

4.3三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)繞組接成星形時(shí)，若線電壓則相電壓u2為（

）。a.u2=2202sin(

t

＋30o

)

V