《电工电子技术与技能教学课件作者 第5章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术与技能教学课件作者 第5章（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 三相正弦交流电路 任务务一 三相正弦交流电电 活动动一 三相交流电电源的产产生 活动动二 三相电电源的星形连连接 任务务二 三相负载负载 的连连接 活动动一 三相对对称负载负载 的Y连连接 活动动二 三相不对对称负载负载 的Y连连接 活动动三 三相负载负载 的 连连接 活动一 三相交流电源的产生 一 三相交流电电源的产产生 三相交流电动势 是由三相交流发电机产生的 图5 1所示为一台最简单的三相交流发电机的示 意图 其主要组成部分是电枢 定子 和磁极 转子 电枢是固定不动的 又叫定子 定子的铁 芯内圆周表面有槽 用来放置三个彼此绝 缘而尺寸 匝数 绕法相同的电枢绕组 每相绕组在空间位置
2、上彼此相隔120 绕 组始端用U1 V1 W1表示 末端用U2 V2 W2表示 三相绕组分别叫做U V W 绕组 磁极是可转动的 又叫转子 转子铁芯上绕有励 磁线圈绕组 用直流电励磁 通常选择合适的磁 极端面形状及绕组分布 使定子内圆周上各点产 生按正弦规律分布的磁感应强度 当转子由其他机械带动匀速按顺时针方向转动时 每相绕组依次切割磁力线 因三相绕组以同一 速度切割磁力线 故三相绕组中产生的电动势频 率相同 又由于三相绕组结构完全相同 因而产 生的电动势幅值相等 且三相绕组空间位置彼此 相差120 因此 三相电动势到达最大值的时间 也相差120 即U V W 三相互差120 以U相为参考正弦
3、量 则三相绕组的三个电动势 的表达式为 eU Emsin t eV Emsin t 120 eW Emsin t 240 Emsin t 120 三个电动势到达最大值 或负的最大值或零及某 一值 的先后顺序称为三相交流电的相序 一般 选U相电动势eU为参考电动势 则V相电动势eV 滞后U相电动势eU120 W相电动势eW滞后V相 电动势eV 120 而把U V W称为顺相序 这样的幅值相等 频率相同 相位差互为120 的 三相电动势称为对称三相电动势 其波形图和相 量图如图5 2所示 活动二 三相电源的星形连接 将发电机三相绕组的末端U2 V2 W2连接在 一起 始端U1 V1 W1分别与负载
4、相连 这 种连接方式就叫做星形连接 如图5 3所示 三相电源星形连接后 每相始端与末端之间的电 压 即端线与中线之间的电压称为相电压 有效 值用UU UV UW表示 一般用UP表示 若忽 略三相绕组内的电压降 各相电压就等于各相电 动势 相电压的参考方向从端线指向中线 如图 5 3 a 所示 端线与端线之间的电压称为线电压 有效值用 UUV UVW UWU表示 一般用UL表示 线电压 的参考方向由注脚字母先后次序表明 如UUV指 端线U和端线V之间电压 且参考方向由U线指 向V线 书写时不能颠倒 否则相位相差180 由电压定义可知 U线与V线间电压瞬时值uUV 等于U相电压和V相电压瞬时值之差
5、 即三相 线电压瞬时值 若用相量表示 则三个线电压的有效值相量与相 电压有效值相量间的关系为 它们的相量图如图5 4所示 由相量图可求得相 电压和线电压有效值之间的关系 由此可知 当三相电源作星形连接时 线电压在 数值上等于相电压的3倍 在相位上线电压比它 相对应的相电压超前30 三个线电压是对称的 彼此相位差也为120 三相电源作星形连接时 引出四根导线 叫做三 相四线制 它给负载提供两种电压值 220V相 电压 380V线电压 活动一 三相对称负载的星形连接 负载作星形连接的三相四线制电路如图5 5所示 负载为对 称负载 即 复阻抗ZU ZV ZW 阻抗角 U V W 若忽略输电导线电阻
6、各相负载上的电压就等于 电源的各相电压 通过各相负载的电流称负载相 电流 其大小一般用IP表示 相电流的参考方向 与相电压的参考方向相同 通过每根相线的电流 称为线电流 其大小一般用IL表示 线电流的参 考方向由电源指向负载 显然 线电流等于相电 流 且 通过中线的电流称为中线电流 用IO表示 当负 载对称时 由于三相电流也是对称的 因而各相 电流的相量图如图5 6所示 图5 7所示就是星形连接的三相三线制电路 例5 1 如图5 7所示的负载为星形连接的对称三 相电路 电源线电压为380V 每相负载的电阻 为8 电抗为6 求 1 在正常情况下 每相负载的相电压和相电流 2 第三相负载短路时 其
7、余两相负载的相电压和 相电流 3 第三相负载断路时 其余两相负载的相电压和 相电流 活动二 三相不对称负载的星形连接 不对称的电路如图5 8所示 因为电源是对称的 所以负载上的相电压等于电源的相电压 负 载相 电压也是对称的 即 UP UU UV UW 线电压等于相电压的3倍 UL 3UP 各相电流为 由于负载不对称 各相电流也不对称 因而中线 电流不为零 中线电流相量等于各相电流相量和 即 例5 2 某电阻性的三相负载星形连接 其各电 阻分别为RU RV 20 RW 10 电源的线电压 UL 380V 求相电流 线电流和中线电流 活动三 三相负载的三角形连接 将三相负载分别接在三相电源的两根相线之间 的接法 称为三相负载的三角形连接 如图5 12所示 当三相负载对称时 则各相电流的大小相等 其 值为 同时各相电流与各相电压的相位差也相同 线电流不等于相电流 例5 4 有三相对称负载 各相额定电压为380V 阻抗ZP 20 电源的线电压为380V 问三相 负载应采用哪种连接 其相电流 线电流各是多 少
