04電工與電子學(xué)課件-第五章-三相電路

第5章三相電路5.1三相電壓5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路5.3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路5.4三相功率教學(xué)內(nèi)容11/27/2023電工與電子學(xué)

掌握三相四線制電路中單相及三相負(fù)載的正確聯(lián)結(jié)，并了解中性線的作用；掌握相電壓（相電流）與線電壓（線電流）在對(duì)稱(chēng)三相電路中的相互關(guān)系；掌握對(duì)稱(chēng)三相電路電壓、電流和功率的計(jì)算方法。教學(xué)要求重點(diǎn)三相電源與三相負(fù)載的正確聯(lián)結(jié)，對(duì)稱(chēng)三相電路的計(jì)算。11/27/2023電工與電子學(xué)難點(diǎn)負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路計(jì)算。學(xué)時(shí)數(shù)講課3學(xué)時(shí)，習(xí)題1學(xué)時(shí)。11/27/2023電工與電子學(xué)5.1三相電壓5.1.1三相電壓每相電樞繞組ee+-+-+-u1U1U2-三相交流發(fā)電機(jī)的原理圖+++???SN+-U1U2W1W2V2V111/27/2023電工與電子學(xué)例如：三相對(duì)稱(chēng)正弦電壓相量表示三相對(duì)稱(chēng)交流電：幅值相等，頻率相同，相位互差120°。瞬時(shí)表示

相量圖表示5.1三相電壓Ouωtu1u2u3波形表示11/27/2023電工與電子學(xué)三相對(duì)稱(chēng)正弦電壓的瞬時(shí)值或相量之和為零，即相序：三相交流電壓出現(xiàn)正幅值(或相應(yīng)零值)的順序。電力系統(tǒng)一般采用正序，即U1→V2→W3。三相電源的聯(lián)結(jié)方式星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)5.1三相電壓結(jié)論：三相對(duì)稱(chēng)交流電的瞬時(shí)值或相量之和為零。相序分為正序（順序）和反序（逆序）。11/27/2023電工與電子學(xué)+-u3+-u12+-u23+-u31+-u2+-u1中性線(零線)中性點(diǎn)(零點(diǎn))發(fā)電機(jī)的星形聯(lián)結(jié)5.1.2三相電源的星形聯(lián)結(jié)5.1三相電壓U1V1W1NL1L2L3i2i3i1相電壓：u1、u2、u3線電壓：u12、u23、u31相線(端線、火線)相線(端線、火線)相線(端線、火線)線電流：i1、i2、i3iUiViW相電流：iU、iV、iW11/27/2023電工與電子學(xué)線電壓與相電壓的關(guān)系5.1三相電壓

30°線電壓的有效值一般用Ul表示相電壓的有效值一般用Up

表示電源星形聯(lián)結(jié)時(shí)，電源的線電流等于相電流線電流與相電流的關(guān)系11/27/2023電工與電子學(xué)發(fā)電機(jī)（或變壓器）的繞組連成星形時(shí)，可以形成（視負(fù)載對(duì)稱(chēng)與否）三相四線制電路，有可能（視負(fù)載的聯(lián)結(jié)方式而定）給負(fù)載提供兩種電壓，即相電壓與線電壓。通常在低壓配電系統(tǒng)中（三相四線制）相電壓為220V，線電壓為380V。5.1三相電壓5.1.3三相電源的三角形聯(lián)結(jié)結(jié)論：電源星形聯(lián)結(jié)時(shí)，三相線電壓也是對(duì)稱(chēng)的，其大小為相電壓的倍，相位上超前對(duì)應(yīng)的相電壓。只能形成三相三線制電路，提供線電壓。11/27/2023電工與電子學(xué)5.2

負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路5.2.1三相負(fù)載三相負(fù)載的連接方式三相負(fù)載的連接原則星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)⑴負(fù)載的額定電壓應(yīng)當(dāng)?shù)扔陔娫刺峁┑碾妷海舨坏扔?，則需用變壓器；⑵單相負(fù)載應(yīng)當(dāng)比較均勻地分配在各相之中。負(fù)載對(duì)稱(chēng)負(fù)載不對(duì)稱(chēng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)負(fù)載不對(duì)稱(chēng)11/27/2023電工與電子學(xué)電燈(單相負(fù)載)的額定電壓為220V電動(dòng)機(jī)(三相負(fù)載)的額定電壓為380V5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路電燈與電動(dòng)機(jī)的星形聯(lián)結(jié)L1L2L3N11/27/2023電工與電子學(xué)5.2.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路NL1L2L3+-u1+-u2+-u3i1i2i3iN負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路負(fù)載端的線電壓：任意兩負(fù)載端線之間的電壓。負(fù)載端的相電壓：每相負(fù)載兩端的電壓。負(fù)載端的相電壓等于電源端的相電壓。負(fù)載端的線電壓等于電源端的線電壓。11/27/2023電工與電子學(xué)將各相分別看作單相電路計(jì)算。5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路NL1L2L3+-u1+-u2+-u3i1i2i3iN負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路Y：三相三線制

Y0：三相四線制負(fù)載的線電流：每根相線中的電流。負(fù)載的相電流：每相負(fù)載中的電流。中線電流：流經(jīng)中線的電流。線電流等于相電流11/27/2023電工與電子學(xué)不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算設(shè)電源相電壓為參考相量，則5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路每相負(fù)載中的電流分別為11/27/2023電工與電子學(xué)中性線無(wú)電流通過(guò)，可去掉中性線(三相三線制電路)因?yàn)殡娫磁c負(fù)載都對(duì)稱(chēng)，所以負(fù)載電流也對(duì)稱(chēng)。負(fù)載對(duì)稱(chēng)，即歸為一相的計(jì)算方法：對(duì)于對(duì)稱(chēng)三相電路只需計(jì)算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對(duì)稱(chēng)性直接寫(xiě)出。5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算11/27/2023電工與電子學(xué)例1：有一星形聯(lián)結(jié)的三相負(fù)載，每相的電阻R=6Ω，感抗XL=8Ω。電源電壓對(duì)稱(chēng)，設(shè)，試求電流。5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路解：11/27/2023電工與電子學(xué)例2：有一星形聯(lián)結(jié)的不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載(電燈組)，在額定電壓(220V)下其電阻分別為R1=5，R2=10，R3=20，電源電壓對(duì)稱(chēng)，每相電壓Up=220V。試求負(fù)載相電壓、負(fù)載電流及中性線電流。解：5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載相電壓等于電源相電壓，即220V。11/27/2023電工與電子學(xué)例3：有一星形聯(lián)結(jié)的三相不對(duì)稱(chēng)負(fù)載(電燈組)，⑴L1相短路時(shí)；⑵L1相短路而中性線又?jǐn)嚅_(kāi)時(shí)；試求各相負(fù)載上的電壓。解：5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路L1L2L3i1i2i3+-+-+-⑵×此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)即為L(zhǎng)1。

此時(shí)，L2相與L3相的電燈組上所加的電壓都超過(guò)電燈的額定電壓(220V)，這是不允許的。⑴11/27/2023電工與電子學(xué)5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路例4：有一星形聯(lián)結(jié)的三相不對(duì)稱(chēng)負(fù)載(電燈組)，⑴L1相斷開(kāi)時(shí)；⑵L1相斷開(kāi)而中性線也斷開(kāi)時(shí)，試求各相負(fù)載上的電壓。L1L2L3i1i2i3+-+-+-×解：⑴×⑵此時(shí)電路成為單相電路L2L3i+--+L3相負(fù)載端電壓高于額定電壓；L2相負(fù)載端電壓低于額定電壓。11/27/2023電工與電子學(xué)⑴負(fù)載不對(duì)稱(chēng)而又沒(méi)有中性線的星形聯(lián)結(jié)，負(fù)載的相電壓就不對(duì)稱(chēng)，此時(shí)勢(shì)必引起有的相的電壓高于負(fù)載的額定電壓，有的相的電壓低于負(fù)載的額定電壓，使負(fù)載無(wú)法正常工作。⑵中性線的作用在于使星形聯(lián)結(jié)的不對(duì)稱(chēng)負(fù)載的相電壓對(duì)稱(chēng)。為了保證負(fù)載的相電壓對(duì)稱(chēng)，中性線不能斷開(kāi)，中性線(指干線)內(nèi)不允許接熔斷器或閘刀開(kāi)關(guān)。結(jié)論5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路照明負(fù)載通常是不對(duì)稱(chēng)的，需采用三相四線制電路；三相電動(dòng)機(jī)通常是對(duì)稱(chēng)的，需采用三相三線制電路。11/27/2023電工與電子學(xué)5.3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路i1i12i23i31u23+-L1L2L3i2i3u12+-u31+-負(fù)載的相電壓等于電源的線電壓。由于通常電源的線電壓都對(duì)稱(chēng)，因此不論負(fù)載對(duì)稱(chēng)與否，其相電壓總是對(duì)稱(chēng)的，即負(fù)載的相電壓等于其線電壓；負(fù)載的相電流不等于其線電流。11/27/2023電工與電子學(xué)不對(duì)稱(chēng)負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的相電流與線電流的關(guān)系線電流相電流5.3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路11/27/2023電工與電子學(xué)若負(fù)載對(duì)稱(chēng)，即5.3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路對(duì)稱(chēng)負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的相電流與線電流的關(guān)系則負(fù)載的相電流也對(duì)稱(chēng)，即11/27/2023電工與電子學(xué)三相電動(dòng)機(jī)的繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以接成三角形，而照明負(fù)載一般都接成星形(具有中性線)。5.3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路由相量圖可知負(fù)載的線電流對(duì)稱(chēng)，其大小為負(fù)載相電壓的倍，負(fù)載線電流滯后其相應(yīng)相電流30°。11/27/2023電工與電子學(xué)1、應(yīng)使加于每相負(fù)載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無(wú)關(guān)2、負(fù)載的額定相電壓＝電源的線電壓時(shí)，應(yīng)做三角形聯(lián)接三相負(fù)載的聯(lián)接原則5.2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路3、負(fù)載的額定相電壓＝電源線電壓時(shí)，應(yīng)作星形(Y)聯(lián)接11/27/2023電工與電子學(xué)5.4三相功率不論負(fù)載是星形聯(lián)結(jié)或是三角形聯(lián)結(jié)，總的有功功率必定等于各相有功功率之和。對(duì)稱(chēng)負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)時(shí)對(duì)稱(chēng)負(fù)載星形聯(lián)結(jié)時(shí)當(dāng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)11/27/2023電工與電子學(xué)

總結(jié)：不論對(duì)稱(chēng)負(fù)載是星形聯(lián)結(jié)或是三角形聯(lián)結(jié)，其功率均為：角為相電壓與相電流之間的相位差。工程上功率通常用線電壓和線電流表示，因?yàn)榫€電壓和線電流的數(shù)值容易測(cè)量或是已知的。5.4三相功率11/27/2023電工與電子學(xué)例：有一三相電動(dòng)機(jī)，每相等效電阻R=29，等效感抗XL=21.8，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。1、繞組為星形聯(lián)結(jié)接于Ul

=380V的三相電源上。2、繞組為三角形聯(lián)結(jié)接于Ul

=220V的三相