《电工技术教案 三相交流电路、变压器—11.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工技术教案 三相交流电路、变压器—11.（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第6 6章章 三相电路三相电路 6.16.1 三相电压三相电压 6.26.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路 6.36.3 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路 6.46.4 三相功率三相功率 单相电源：只产生一个正弦交变电动势， 由两根导线与负载相连。 l电力系统的电源： 三相电源：产生三个相同频率、相同幅值、 相位依次相差1200的正弦交变电动势，由 三相（四线）输电线与三相负载相连。 三相电路优势：发电效率高、输电省线材、 配电方便接入、用电设备结构简单。 双回 220kV 线路 避雷线 三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图 6.16.1 三相电压三相电压
2、 1. 1. 三相电压的产生三相电压的产生 ( (尾端尾端) ) + eAeBeC X AB Y C Z ( (首端首端) ) + 定子三相绕组示意图定子三相绕组示意图 定子 转子 Z A X Y N S C - + B 发电原理：转子线圈通入直流产生磁场，外力驱动其转动形成旋转 磁场。定子绕组相对转子作切割磁力线的运动，分别在三相绕组中 产生三个感应电动势，对外负载提供三相交流电压。 t 0 2.发电机对称三相电压 eA eBeC 相量形式相量形式： 瞬时值表示法瞬时值表示法: : 同频率、等幅值、相位依次相差同频率、等幅值、相位依次相差120120 0 0 的三相交流电源称为的三相交流电源
3、称为对称对称三相电源三相电源 。 + - U1 U2 uA + - V1 V2 uB + - W1 W2 uC A相 B相 C相 电压达到峰值先后 A为顺序。 否则，为逆序(负序) 。 3.三相电压的相序 A C B A C B pp 三相交流电源绕组的连接方式：三相交流电源绕组的连接方式： 星形星形( Y( Y型型 ) ) 三角形三角形( (型型) ) ZA ZB ZC A C B ZA ZB ZC A C B 4.三相电源与负载的联接方式 1) 1) 星形星形(YY)(YY) 2) 2) 三角形三角形( () ) 1）电源绕组星形(Y)连接 A C eA eB eC B N A A N N
4、 B B C C 从绕组三个始端从绕组三个始端A A、B B、 C C引出的三根线，叫引出的三根线，叫端线端线 ( (相线、火线相线、火线) )。 从中点引出的线，叫从中点引出的线，叫 中性线中性线( (零线零线) )。 将三相电源绕组的三个末端接在一起，该点成为将三相电源绕组的三个末端接在一起，该点成为中性点或中性点或 零点零点(N)(N)，即星形，即星形(Y)(Y)接法，或叫接法，或叫三相四线制三相四线制连接。连接。 uB uC uA uAB uBC uCA 相电压：每相绕组两端的电压，即端线与中线之间 的电压。其有效值为UA、 UB、 UC，一般用U p表示 。 A C eA eB eC
5、 B N A N B C 线电压：任意两端线 之间的电压为线电压。 其有效值为UAB、 UBC 、 UCA，一般用Ul 表示 。 区别:电源绕组端口与 输电线两侧 星形联接的相电压与线电压 ( (相线、火线相线、火线) ) ( (零线、地线零线、地线) ) 线电压与相电压的关系 30 有效值相量表示： 线电压与相电压的有效值关系 同理 ， 由电压瞬时值的关系可知 相量图 30 线电压超前与之对应的相 电压的相位30，即： 线电压与相电压的相位关系线电压与相电压的相位关系 YY星形联接时： 我国多数用户电压等级：Up =220V，Ul = 380V 2 2）电源绕组三角形）电源绕组三角形 ( (
6、) )联接联接 + + + B A C 星形联接时： 6.3 6.3 负载负载星形星形(Y)联接的三相电路联接的三相电路 6.4 6.4 负载负载三角形三角形()联接的三相电路联接的三相电路 A C B N Z Z Z A C B Z Z Z 星形负载三角形负载 A B C N 电灯单相负载为三相四线制 电动机三相负载为三相三线制 负载星形联接的三相电路负载星形联接的三相电路 6.3 负载的星形(YY)(YY)联接 我国供电系统提供三相对称电源采用我国供电系统提供三相对称电源采用三相四线制三相四线制 ，相电压为，相电压为220V220V，线电压为，线电压为380V380V，负载接入电路必，负载
7、接入电路必 须满足其电压的额定值。须满足其电压的额定值。 |ZA| |ZB| |ZC| i N i A i B i C u A u Bu C A C B 下面讨论负载的线电压、相电压、线电流、相下面讨论负载的线电压、相电压、线电流、相 电流及其关系。电流及其关系。 负载的相电流与端线的线电流之间的关系为：负载的相电流与端线的线电流之间的关系为： 在星形联接的电路中，端线的线电压与电源相在星形联接的电路中，端线的线电压与电源相 电压之间的关系为：电压之间的关系为： 星形联接的线电压、线电流 |ZA| |ZB| |ZC| i N i A i B i C u A u Bu C A C B |ZA|
8、|ZB| |ZC| i N i A i B i C u A u Bu C A C B 星形联接的中线电流星形联接的中线电流 对于星形联接的三相电路,每相负载中的电流为： 三相对称负载 当负载满足以下条件时： 我们称负载是对称的，或称三相对称负载。 此时，三相电流也是对称的，即大小相等，相 位互差120o。 |ZA| |ZB| |ZC| i N i A i B i C u A u Bu C A C B 此时中线电流等于零，即： 三相对称负载的中线电流 在对星形联接三相对称电路进行计 算时，一般只计算一相即可，其它 各相可直接写出。 |ZA| |ZB| |ZC| i N i A i B i C u
9、 A u Bu C A C B |ZA| |ZB| |ZC| i A i B i C u A u B u C A C B 三相对称负载无中线 负载对称时，中线电流负载对称时，中线电流 I I N N =0=0；所以，；所以， 负载对称、负载对称、无中线的计算方法和结果无中线的计算方法和结果 与有中线时相同。与有中线时相同。 6.4 负载三角形( () )联接 线电流线电流: : 流过端线的电流流过端线的电流 相电流相电流: : 流过每相负载的电流流过每相负载的电流 、 、 ZA ZB ZC A C B (2) 相电流 (1) 负载相电压=电源线电压 即: VP = VL 一般电源线电压对称，一
10、般电源线电压对称， 因此不论负载是否对称，因此不论负载是否对称， 负载相电压始终对称负载相电压始终对称, , 即 ZAB ZBC ZCA A C B + + + 线电流： V V ABAB = =V V BCBC = =V V CACA = =V V l l = =V V P P KCL： 相量图 BC AB CACA 30 B C(3) 线电流 由相量图可求得 线电流比相应的相电流滞后线电流比相应的相电流滞后3030 。 KCL： 三相负载的联接原则三相负载的联接原则 负载的额定电压 = 电源的线电压 应作 联结 负载的额定电压 = 电源线电压 应作 Y 联结 应使加于每相负载上的电压等于其
11、额定电压，而与应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与 电源的联接方式无关。电源的联接方式无关。 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三 角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。 不论负载是星形联接还是三角形联接，三相电路 的总的有功功率必定等于各相有功功率之和。 当负载对称时，各相的有功功率都是相等的。 因此三相总功率为： 注意：、为负载的相电压和相电流； 为相电压与相电流之间的相位差角。 6.5 三相电路的功率 ZA ZB ZC A C B 星形对称负载的有功功率： ZA ZB ZC A C B 三角形对称负载的有功功率: 不论负载如何连接，三相对称负载的有功功 率表达式
12、一致： 无功功率 视在功率 6.6 三相正弦交流电路的分析 负载形接法 各相电压、电流单独计算。 负载不对称： 负载对称：电压对称、电流对称，只需计算一相。 三相电路的计算要特别注意相位问题。 负载Y形接法 将三相电路分解为单相正弦交流电路，采用相量法分析。 例：图示电路中，电源为对称三相电源，线电压UL380V，接 有一组星形联结的对称白炽灯负载，其总功率为120W。另外在 C相上接有一个单相负载，额定电压为220V、功率为60W、功率 因数为0.6的日光灯。试求电流I1、I2、I3及IN. 解：令 白炽灯负载的电阻和电流为 则 日光灯负载的电流为 作 业 6.3.3 6.4.2 6.4.3
13、 6.5.2 6.5.3 第第8 8章章 机电能量转换原理机电能量转换原理 8.2 8.2 磁路及其分析方法磁路及其分析方法 8.5 8.5 机电能量转换原理机电能量转换原理 8.1 8.1 电与磁电与磁 8.3 8.3 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路 8.4 8.4 变压器变压器 8.4 8.4 变压器变压器 变压器是一种常见的电气设备，作为电能转换器， 在电力系统和电子线路中应用广泛。 变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配 变电流：电流互感器 变压器的主要作用有变压器的主要作用有： 在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos 及 负载功率因数cos 一定时： 电能损耗小 节
14、省金属材料（经济） U I P = I Rl I S 为何要用变压器来升降电压？ 在输电过程中，电压必须进行调整。 1.1.变压器的分类：可按其用途、结构、相数、等来分类变压器的分类：可按其用途、结构、相数、等来分类 电压互感器电压互感器 电流互感器电流互感器 按用途分按用途分 电力变压器电力变压器 ( (输电、配电用输电、配电用) ) 仪用变压器仪用变压器 整流变压器整流变压器 按相数分按相数分 三相变压器三相变压器 单相变压器单相变压器 按制造方式按制造方式 壳式壳式 心式心式变压器符号变压器符号 8.4.18.4.1 变压器的类型和主要结构变压器的类型和主要结构 隔离变压器 大功率变压器
15、 单相变压器 三相干式变压器 常见变压器： 油浸式变压器 2.2.变压器的主要结构变压器的主要结构 变压器的磁路 绕组：绕组： 一次绕组一次绕组 二次绕组二次绕组 单相变压器 + + 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm 铁心 变压器的电路变压器的电路 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 变压器核心组件 单相变压器 + + 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 电能磁场能电能 (v1、i1) (变化的磁场 电磁感应定律) ( v2、i2) 变压器通过线圈绕组和闭合铁芯，利用互感磁耦合实现 ： 8.4.2 8.4.2 变压器的基本工作原理变压器的基本工作原理 1. 空载运行情况 一次侧接交流电源， 二次侧开路，无负载 。 + + + + + 1 i0 ( i0N1) 1 空载时，铁心 中主磁通是 由一次绕组磁 通势产生的。 8.4.38.4.3 变压器的运行分析变压器的运行分析 主磁通 漏磁通 主磁通在一次、二次侧绕组中产生感应电动势。 2 负载运行情况 一次侧接交流电源， 二次侧接负载接负载。 1 i1 ( i1N1) i2 ( i2N2) 2
