电工技术 教学课件 ppt 作者 牛百齐 第4章 三相交流电路
46页1、第4章 三相交流电路,学习目标 了解三相交流电的产生及三相负载的联结方式。 掌握三相负载作星形、三角形联结的规律。 掌握对称三相电路的分析与计算。 理解不对称三相电路的分析与计算。,4.1 三相电源 4.1.1 对称三相电源,三相正弦交流电压是由三相交流发电机产生的。在发电机的定子上,固定有三组完全相同的绕组,它们的空间位置相差1200。U1、V1、W1为三个绕组的首端,U2、V2、W2为三个绕组的末端。其转子是一对磁极,由于磁极面的特殊形状使定子与转子间的空气隙中的磁场按正弦规律分布。,当发电机的转子以角速度按逆时针方向旋转时,在三个绕组的两端分别产生幅值相同、频率相同、相位依次相差1200的正弦感应电动势。每个电动势的参考方向,通常规定为由绕组的始端指向绕组的末端。,若以U相为参考量,则三个正弦电动势的瞬时值分别表示为 (4-1),三个电动势的相量表示式为 (4-2) 从相量图中不难看出,这组对称的三相正弦电动势的相量和等于零。 能够提供对称三相正弦电动势的电源的称为三相对称电源,通常我们所说的三相电源都是指对称三相电源,对称三相电动势到达正(负)最大值的先后次序称为相序。 一般规
2、定,U相超前于V相,V相超前于W相,称为正相序或者叫顺序,其中有一相调换都称为逆序。工程上以黄、绿、红三种颜色分别作为U、V、W三相的标志色。 若无特殊说明,本书中三相电源的相序均是正相序。,4.1.2三相电源的联结,1三相电源的星形(Y)联结 通常把发电机的三相绕组的末端U2、V2、W2联成一点N,而把始端U1、V1、W1作为外电路相联结的端点,这种联结方法称为三相电源的星形(Y)联结,在三相星形联结电路中,端线与中性线之间的电压称为相电压,用符号UU、UV、UW表示,开路时分别等于 、 、 。而端线与端线之间的电压称为线电压,用UUV、UVW、UWU表示。规定线电压的方向由U线指向V线,V线指向W线,W线指向U线。 下面分析对称三相电源星形联结时,线电压与相电压的关系。 (4-3),由电压相量图4-4可知,线电压也是对称的,在相位上比相应的相电压超前。,线电压的有效值用 表示,相电压有效值用 。它们的关系为 (4-4) 且线电压的相位超前其所对应的相电压300。 在三相电路中,三个线电压的关系是 (4-5) 即三个线电压的相量和等于零。,我国的低压供电系统大多采用星形连接。由三条端
3、线和条中性线组成的供电系统称为三相四线制供电系统。 这种系统可向用户提供两种电压的选择,380V的线电压可以供给额定电压为380V的负载选用,如三相异步电动机和大功率的三相电热器等。220V可为白炽灯、荧光灯等这种额定电压为220V的负载使用。,2三角形连接,在生产实际中,发电机的三相绕组很少连接成三角形,通常接成星形。对三相变压器来讲,两种接法都有。电源的三角形接法如图4-5所示。,思考与练习,4-1-1在将三相发电机的三个绕组联成星形时,如果误将U2、V2、W1联成一点,是否也可以产生对称三相电动势? 4-1-2对称三相电源相电压与线电压有何关系?画出三相电源Y形联结时线电压、相电压的相量图。 4-1-3已知三相对称电源相电压 V,试写出另外两相的相电压。,4.2 负载的联结 4.2.1 负载的星形联结,三相负载即三相电源的负载,由互相联结的三个负载组成,其中每个负载称为一相负载。 三相负载的联结方法有两种,即星形和三角形联结 在三相四线制供电系统中常见的照明电路和动力电路,包含大量的单相负载(电灯)和对称的三相负载(如电功机)。为了使三相电源负载比较均衡,大批的单相负载一般分成三
4、组,分别接在U相、V相和W相之间,组成不对称的三相负载,这种联结方式称为负载的星形联结。,设U相负载的阻抗为ZU,V相负载的阻抗为ZV,W相负载的阻抗为ZW,则负载星形联结的三相四线制电路一般表示为图4-6所示的电路。,1、基本概念,(1)每相负载两端的电压称为负载的相电压,流过每相负载的电流称为负载的相电流 (2)流过相线的电流称为线电流,相线与相线之间的电压称为线电压。 (3)负载为星形联结时,负载相电压的正方向规定为自相线指向负载中性点。相电流的正方向与相电压的正方向一致。线电流的正方向为电源端指向负载端。中线电流的正方向规定为由负载中点指向电源中点。,2.负载为星形联结时,电路有如下基本关系:,(1)每相负载电压等于电源的相电压。 在图4-6电路中,若不计中性线阻抗,则电源中性点N与负载中性点 等电位;如果相线的阻抗忽略不计,则每相负载电压等于电源的相电压。即 , ,,(2)相电流等于对应的线电流。,三相四线制中相电流等于它所对应的线电流。一般可以写成 各相电流可以分别单独计算。即,若三相负载对称,即 时,则有 电压、电流的相量图如图4-7所示。,(3)中线电流等于三相电流之和
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