煤矿机电知识之三相交流电路.

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1、第四章 三相交流电路 第四章 三相交流电路 4.2 三相负载及三相电路 的计算 4.1 三相交流电源 4.3 三相电路的功率 4.1.1 三相电动势的产生 4.1.2 三相交流电源的连接 4.2.1 星形接法及计算 4.2.2 三角形接法及计算 煤矿机电论文 4.1 三相交流电源 4.1.1 三相电动势的产生 N S A X e 在两磁极中间，放一个线圈。 根据右手定则可知，线 圈中产生感应电动势， 其方向由AX。 让线圈以 的速度顺时 针旋转。 合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布 ，线圈两端便可得到单相交流电动势。 三相交流电动势的产生 A X Y C B Z S N 定子 转子 定子中

2、放三个线圈： A X B Y C Z 首端末端 三线圈空间位置 各差120o 转子装有磁极并以 的速度旋转。三个 线圈中便产生三个单相电动势。 三相电动势 三相电动势的特征： 大小相等，频率相同，相位互差120 三相电动势的相量关系 ： Em 4.1.2 三相交流电源的连接 （一）星形接法 A X Y C B Z N （中线） （火线） （火线） （火线） A X Y C B ZN 三相四线 制供电 火线（相线）: A B C 中线（零线）：N 三相电源星形接法的两组电压 相电压：火线对零线间的电压。 A C B N 120 120 120 线电压：火线间的电压。 C A B N 注意规定的

3、正方向 线电压和相电压的关系 30 同理： 线电压与相电压的通用关系表达式： -为相电压 -为线电压 在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为 （二）三角形接法 A A X Y C B Z B C 特点：线电压=相电压 短路 + E 三个电源串接 能否造成短路？ 直流电源行吗？ A X Y Z B C 问题讨论 + + + - - - E E E 直流电源串接不行， 三相交流电源可以， 为什么？ A X Y Z B C Em 三相交流电源中三个 电源可以串接的原因 在于： 三个电源的电压任 何瞬间相加均为零。 星形接法 A C B N Z Z Z 4.2 三相负载及三相电路的计算 三角形

4、接法 A C B Z Z Z 负载也有两种接法: A C B N Z Z Z 相电流(负载上的电流)： 4.2.1 星形接法及计算 线电流(火线上的电流)： A C B N Z Z Z 星形接法特点 相电流=线电流 * : 零线电流 * 线电压=相电压, 线电压领先于相电压30。 A C B N Z Z Z A C B N ZA ZB ZC 负载星形接法时的一般计算方法 解题思路： 一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求 电流。 （1）负载不对称时，各相单独计算。如： 已知： 三相负载 R、L、C 以及 三相线电压： 求：各相、各线及中线电流 C R A B N L C 解：1. C R A

5、 B N L C 相 电 压 线 电 压 2. 相电流： C R A B N L C 令： 3. 中线电流 4. 各电流相量关系 （2）负载对称时，只需计算一相。 如： 则： 据此可直接得出另两相电流： （中线电流为0） （3）负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相 有效值即可。 负载对称时 问题及讨论 零线是否 可以取消 ？ 答：三相完全对称时，零线可以取消。称为 三相三线制。 A C B Z ZZ 三相三线制供电时各相电流的计算 A NN CB 求：各相电流 已知： 每盏灯的额定值为: 220V、 100W 用节点电位法 A NN C B R R R R NN A B C 每盏灯为 2

6、20V、 100W R R R R NN A B C 、 、 代入R 值得： 应用实例-照明电路 A C B . . . 一层楼 二层楼 三层楼 N 正确接法: 每层楼的灯相 互并联,然后分 别接至各相电 压上。设电源 电压为： 则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。 照明电路的一般画法 零线上不能加 刀闸和保险 A B C N . . . . . . . 一 层 二 层 三 层 讨论 讨论 照明电路能否采用三相三线制 供电方式？ A C B . . . 一层楼 二层楼 三层楼 N 不加零线 会不会出 现问题? 设线电压为380V。 A相断开后，B、C 两相 串连，电压UBC （380V）

7、 加在B、C负载上。如果 两相负载对称，则每相负 载上的电压为190V。 问题1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通, 情况如何? A C B . . . 一层楼 二层楼 三层楼 分析： 结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。 问题2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/4 ）结果如何？ 结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压， 灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。 A C B R2 R3 分析 关于零线的结论 负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小 不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达 不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中 各相负载不能保

8、证完全对称，所以绝对不能采用三相 三相制供电，而且必须保证零线可靠。 中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相 等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不 允许接保险丝也不允许接刀闸。 4.2.2 三角形接法及计算 A C B 特点：线电压=相电压 各电流的计算 A C B ZAB ZBC ZCA 相电流 线电流 （2）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），各相电流有 效值相等，相位互差120 。有效值为： A C B ZAB ZBC ZCA （1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。 同理： 设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。 负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关

9、系 A BC 负载对称时三角形接法的特点 A C B 注意电路 中规定的 正方向 负载对称时： 4.3 三相电路的功率 三相总有功功率： 由负载 性质决定 星形接法时： 三角形接法时 ： 三相电路的功率 有功功率： 无功功率： 视在功率： 在三相负载对称的条件下： 单相功率的测量 - 电动式瓦特计 i1 i2 u 在交流电路中 其中， 为 间的夹角。 （书 P502） 指针偏 转角度 电流线圈 电压线圈 i2和 u 成正 比，且近似 同相 负 载 三相功率的测量 负 载 A C B N 三相总功率为三个功率表测得数据的总和。 三相四线制接法，用三个功率表测量： 三相总功率等于两表测得数据之和。

10、 A C B 三相三线制的电路中，用二表法测功率： 两表法测量功率的原理： 结论：三相总功率等于两表测得数据之和。每 单个功率表的读数没有意义， 实验用的 三相瓦特计实际上就是根据“二表法” 的原理设计的。 求：功率表W1、W2的读数。 例 电机 A C B 已知： 电机的功率为 2.5 kW, 。 （设电机为星形接法，N为其中点。） 电源线电压为380V，各相对称。 电机 A C B （1）求电流大小 A C B ZB ZA ZC N 设： （2）求电流、电压的相位关系 则： A C B ZB ZA ZC N 间的相位差 已知电机的 同理，由相量图可得 间的相位差 W1的读数为 833.3瓦

11、 W2的读数为 1666.7瓦 相序的判定 三相交流电动势出现最大值 的先后顺序称为三相电源的相 序。 A - B - C 称为顺相序 A - C - B 称为逆相序 将相序指示器接至三相电源 上，便可测出相序： 假设电容C接的是A相， 则 L1、L2 较亮者为B 相，另一相为C相。 证明，请见教 材P191和P192 C 灯泡 相序指示器 L1L2 灯泡 三相交流电路的小结（1）-三相电源 三相三线制 三相四线制 A C B N A C B A C B 三相电源一 般都是对称 的，而且多 用三相四线 制接法。 三相交流电路的小结(2)-三相负载 星形负载三角形负载 A C B N Z Z Z A C B Z Z Z 三相交流电路的小结(3)-三相电路计算 负载形接法 对称负载下： 各相电压、电流单独计算。负载不对称时： 负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相 。 求电表读数时，可只算有效值，不算相位。三相电路的计算要特别注意相位问题。 负载Y形接法 电源对称时： 三相交流电路的小结(4)-三相功率计算 三相总功率： 负载对称时： 和接法 无关 第四章 结 束