电工技术 教学课件 ppt 作者 张石 4三相交流电路

1、,第4章 三相交流电路,4.1三相交流电源 4.2三相电路中负载的连接方式 4.3三相电路的功率,引言,单相交流电路： 它的电源是一个交流电动势；,三相交流电路： 它是由三个频率相同、幅值相等、相位互差120的电动势作为电源。,三相交流电的特点：,（1）三相交流电易于获得； （2）比较而言，三相交流发电机体积小、 成本低，三相交流电更适于远距离输电； （3）广泛应用于电力拖动的三相电动机结构简单、性能良好、可靠性高。,(1) 三相对称电动势的产生,4.1 三相交流电源,(1) 三相对称电动势的产生,每组绕组称为一相。各相绕组结构相同，空间位置互差120o 。,当转子由原动机带动并以 速度匀速旋转时，三个绕组便依次产生三个频率相同、幅值相等的正弦电动势。,三相电动势瞬时表示式,相量表示,相量图,对称三相电动势的瞬时值之和为 0,三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。,供电系统三相交流电的相序为,(2) 电源三相绕组的联接,三相电源的联接方式通常有两种,星形联接,三角形联接,星形联接（Y）,中性点,端线(火线),e1,+,中性线(零线),N,三相四线制供电方式,e1,+,L1,星形联接（Y

2、）,三相三线制供电方式,端线(火线),e1,+,中性线(零线),N,相电压：端线与中性线间的电压。,、Up,端线(火线),e1,+,中性线(零线),N,线电压：端线与端线间的电压。,、Ul,线电压与相电压的关系,根据KVL定律,相量图,30,30,30,线电压超前相应的相电压30,线电压和相电压也都是对称的,综 述,三相四线制的线电压和相电压都是对称的，以后提到的三相电源的电压所指的是电源的线电压。,三角形联接（ ）,结论：电源联接时,4.2 三相电路中负载的连接方式,三相负载,不对称三相负载： 不满足 Z1 =Z2 = Z3,三相负载的连接 三相负载也有 Y和 两种接法。,（1）三相负载的星形连接（ Y ）,三相四线制,L1,Z3,Z2,Z1,N,N,N,L2,L3,负载的相电压：每相负载两端的电压。,三相四线制,三相四线制,负载端的线电压：负载一侧端线之间的电压。,相电流：各相负载的电流。,正方向与相电压的极性一致。,线电流：端线中的电流。,正方向从电源流向负载。,中性线电流：中性线中的电流。,正方向从负载流向电源。,负载Y接三相电路的分析,Z3,Z2,Z1,N,N,L1,L2,L

3、3,U1,V1,W1,U2,V2,W2,N,1)负载端的线电压电源线电压,2)负载的相电压电源相电压,相量图,线电压超前相应的相电压30,线电压和相电压也都是对称的,3)线电流相电流,4)中性线电流,相量图,负载对称时，线电流也对称。,负载对称时,中线无电流,可省掉中线。,对称负载：,对称负载的三相三线制,负载的相电压电源相电压,不对称负载,中性线电流不为0，中性线不可去掉。,不对称负载，无中性线时：,N、N 点电位 不相等,负载的相电压 不对称,负载的相电压不对称，这势必引起有的负载两端的相电压高于负载额定电压，有的负载两端的相电压低于负载额定电压，致使负载不能正常工作甚至被损坏。,电源Ul = 380 V，灯泡UN = 220 V。各灯两端电压？,电源Ul = 380 V，灯泡UN = 220 V。各灯两端电压？,电源Ul = 380 V，灯泡UN = 220 V。各灯两端电压？,电源Ul = 380 V，灯泡UN = 220 V。各灯两端电压？,电源Ul = 380 V，灯泡UN = 220 V。各灯两端电压？,电源Ul = 380 V，灯泡UN = 220 V。各灯两端电压？,

4、中性线的作用就是要保证每相负载两端的电压等于电源的相电压，保证不对称星形负载的相电压对称。实际应用中不允许中性线上接入开关和保险丝，以免断开。,中线的作用,中线电流,解：,已知：,线电流对称,(1) R1=R2= R3 = 5 ，,求线电流及中性线电流 ;,(2) R1=5 、R2=10 、R3=20 ,中线电流,求线电流及中性线电流 ;,解：,三相三线制,Il Ip,线电流相电流,(1) 对称负载, 中线可去掉。, 四线制电路中，对称负载 Y 接时，中线电流为0,三线制,负载的相电压电源相电压,计算方法与三相四线制对称负载情况相同。,(2) 不对称负载,N、 N 点电位不相等,可采用节点电压法先求出中点之间的电压，然后根据基尔霍夫电压定律求出各相电压，再求其他内容。,（2）三相负载的三角形连接（）,负载的相电压：每相负载两端的电压。,负载的线电压：负载一侧端线之间的电压。,负载相电压=电源线电压,一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称。,相电流: 流过每相负载的电流,Z12,Z23,Z31,L1,L2,L3,负载对称时, 相电流对称，即,线电流: 流过端线的电流

5、,负载对称时,线电流比相应的相电流滞后30,线电流对称,判断对错,4.3 三相电路的功率,无论负载为 Y 或联接，每相负载有功功率都应为 Pp= Up Ip cosp,当负载对称时：P = 3Up Ipcosp,总的有功功率等于每相负载有功功率之和，即 P=P1+ P2 + P3,Y接：,相电压与相 电流的相位差,所以,负载对称时, P = 3Up Ipcosp, 接：,所以,相电压与相 电流的相位差,同理,当负载对称时：,不对称负载,判断对错,一、三相电源,两种连接方式:,第三章 小节,Y接：, 接：,+,+,+,L2,L1,L3,二、三相负载,两种连接方式:,Y接：, 接：,三、三相功率,负载对称时:,负载不对称时:,练习1：,解：,练习2：,解：,解：,解：,解：,练习3：,解：短路时,练习4：,解：,解：,解：,解：,解：,三相对称负载作三角形连接，UL =220V， 当S1、S2 均闭合时，各电流表读数均为17.3A， 三相功率P = 4.5 kW，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、S2断开时, 各电流表读数和有功功率P； 3) S 1断、S 2闭合时, 各

6、电流表读数和有功功率P。,练习5：,或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R,解：,UL =220V，闭合时表读数为17.3A，P = 4.5 kW， 求: 1) 每相负载的电阻和感抗；, I1=I3 =10A,流过电流表 A1、 A3 的电流变为相电流 IP，流过电流表A2 的电流仍为线电流IL 。,因为开关s均闭合时,当 S1合、S2断时，Z12、Z23的相电压和相电流不变，则P12、P23不变。,P = P12+P23 = 3 kW,闭合时各表读数均为17.3A，P = 4.5 kW，求: 2) S1合、S2断开时, 各电流表读数和有功功率P；,每相有功功率 P =1.5 kW,I2 =17.32 A,解：,I2 = 0A,变为单相电路,I31 仍为相电流 IP ， I12 变为 1/2 IP 。, I1=I3 =10 + 5 = 15A, I12 变为 1/2 IP，所以 L1L2、 L2L3 相的功率变为原来的1/4 。,P = 1/4 P12+ 1/4 P23 +P31 = 0.375 kW+ 0.375 kW+ 1.5 kW = 2.25 kW,闭合时各表读数均为17.3A，P = 4.5 kW 求: 3) S 1断、S 2闭合时, 各电流表读数和有功功率P。,解：,

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