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1、下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45第五章三相电路1 1中国矿业大学研制西南大学改编首页下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45第第5 5章章 三相电路三相电路5.15.1 三相电压三相电压5.25.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路5.35.3 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路5.45.4 三相功率三相功率2 2下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45第第5 5章章 三相电路三相电路本章要求：本章要求：1. 1. 搞清对称三相负载搞清对称三相负载Y Y和和联结时相
2、线电压、相线联结时相线电压、相线电流关系电流关系; ;2. 2. 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解中线的作用确联接方法，理解中线的作用; ;3. 3. 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。 3 3下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /455.15.1 三相电压三相电压 1. 1. 单相电压的产生单相电压的产生NS U1 U2e1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U1U2。让线圈以 的速度顺时 针旋转。合理设计磁
3、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。工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电4 4下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45WW1 1U U2 2V V1 1U U1 1V V2 2SN+_ _+WW2 2+_eeU1U2三相绕组示意图三相绕组示意图每每 相相 电电 枢枢 绕绕 组组定子转子( (尾端尾端) )+e1e2e3U U1 1( (首端首端) )+ U U2 2V V2 2V V1 1WW1 1WW2 22. 2. 三相电压的产生三相电压的产生三相交流发电机：定子中放三个线三相交流发电机：定子中放三个线 圈绕组，圈绕组，空间位置各
4、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。5 5下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式相量表示相量表示铁心（作为导磁路经）三相绕组匝数相同匝数相同 空间排列互差空间排列互差120120 : 直流励磁的电磁铁定子转子发电机结构6 6下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45相量图相量图波形图波形图相量表示相量表示U2U1.120120120U3.三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式uOu1u2u321202403607 7下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章
5、 三相电路三相电路/45 /45对称三相电动势的瞬时值或相量之和为 0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等最大值相等 频率相同频率相同 相位互差相位互差120120 称为对称三相电动势称为对称三相电动势三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为 L L1 1 L L2 2L L3 3 8 8下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45NL2L3L1NU1V1W13. 3. 三相电源的星形联结三相电源的星形联结(1) 联接方式中性线中性线( (零线零线) )中性点端线端线( (相
6、线、火线相线、火线) )相电压相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压线电压：端线与端线间的电压线电压：端线与端线间的电压UpUl+9 9下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45由相量图可得相量图相量图30根据根据KVLKVL定律定律(2)(2)线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系NL2L3L1+1010下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45同理同理NL2L3L1+3030301111下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /454. 4. 三相电源的三
7、角形联结三相电源的三角形联结 +L2L1L31212下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /455.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路三相负载三相负载 不对称三相负载：不对称三相负载： 不满足不满足 Z Z1 1= =Z Z2 2 = =Z Z3 3如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载对称三相负载：对称三相负载：Z Z1 1= =Z Z2 2= =Z Z3 3如如三相电动机三相电动机1. 1. 三相负载三相负载 分类分类单相负载：单相负载：只需一相电源供电只需一相电源供电 照明负载、家用电器照明负载、家用电器负载负载三相负载：三
8、相负载：需三相电源同时供电需三相电源同时供电 三相电动机等三相电动机等三相负载的联接三相负载的联接三相负载也有三相负载也有 Y Y和和 两种接法，至于采用哪种两种接法，至于采用哪种 方法方法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。，要根据负载的额定电压和电源电压确定。1313下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45三相负载连接原则三相负载连接原则(1) (1) 电源提供的电压电源提供的电压= =负载的额定电压；负载的额定电压；(2) (2) 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。L L1 1 L L2 2电源电源L3保险丝保险丝
9、三相四线制 380/220伏N N额定相电压为 220伏的单相负载额定线电压为 380伏的三相负载1414下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45+N NN N+ Z1Z2 Z32. 2. 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路线电流：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结论：结论：负载负载 Y Y联联 结时，线电结时，线电 流等于相电流等于相电 流。流。Y: Y: 三相三线制三相三线制Y Y0 0：三相四线制三相四线制(1) (1) 联结形式联结形式N 电源中性点N负载中性点1515下一页章目录返回上一
10、页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /451)1)负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压 2)2)负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压 3)3)线电流相电流线电流相电流Y 联结时：4)4)中线电流中线电流 负载负载 Y Y 联结带中性线时联结带中性线时, , 可将各相分别看作单相电路计算可将各相分别看作单相电路计算+N NN N+ Z1Z2 Z3(2) (2) 负载负载Y Y联结三相电路的计算联结三相电路的计算1616下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45+N NN N+ Z1Z2 Z3负载对称时,中性线无电流, 可省掉中性线。所以
11、负载对称时，三相电流也对称。负载对称时， 只需计算一相电 流，其它两相电 流可根据对称性 直接写出。(3)(3)对称负载对称负载Y Y 联结三相电路的计算联结三相电路的计算1717下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45例1：灯组，若R1=R2= R3 = 5 ，求线电流及中性线电流 IN ; 若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求线电流及中性一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电 源线电压 。负载为电线电流 IN 。N+NR1R2R3L1L2L3+1818下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45中性线电流解： 已知：
12、(1) 线电流三相对称N+NR1R2R3L1L2L3+1919下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45(2) 三相负载不对称（R1=5 、R2=10 、R3=20 ）分别计算各线电流中性线电流2020下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45解: (1 1) ) A A相短路相短路 1) 中性线未断此时此时 L1 相短路电流相短路电流 很大很大, , 将将L1相熔断丝熔相熔断丝熔 断断, , 而而 L2 相和相和 L3 相未相未 受影响，其相电压仍为受影响，其相电压仍为 220V, 220V, 正常工作。正常工作。 在上例中，试分析
13、下列情况在上例中，试分析下列情况(1) (1) L1相短路相短路: : 中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。(2) (2) L1相断路相断路: : 中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。R1R3R2L1L2NL3N例例2 2：照明系统故障分析：照明系统故障分析2121下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45L L1 1L L2 2N NL L3 3N N i i1 1i i3i i2 2+此情况下，
14、此情况下，L2相和相和L3相的电灯组由于承受电压上相的电灯组由于承受电压上 所加的电压都超过额定电压所加的电压都超过额定电压(220V) (220V) ，这是不允许的这是不允许的。 2) 2) L1相短路相短路, , 中性线断开中性线断开时时, ,此时负载中性点N N 即为即为L1, , 因此负载各因此负载各相电压为相电压为2222下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45(2) (2) L1相断路相断路 2) 2) 中性线断开中性线断开L2 、 L3相灯仍承受 220V电压, 正常工作。1) 1) 中性线未断中性线未断变为单相电路，变为单相电路，如图如图(b)(
15、b) 所示所示, , 由图可求得由图可求得i L2L3u u 2 2u u 3 3+(b)(b)R1R3R2L1L2NL3N2323下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路三相电路/45 /45结论结论（1 1）不对称负载不对称负载Y Y联结又未接中性线时，负载相电联结又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高 。（2 2） 中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。相电压对称。（3 3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀 闸开关。闸开关。 2424下一页章目录返回上一页退出第第5 5章章 三相电路
