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1、1,第三章 三相交流电路,3.1 三相电源,3.2 三相负载,3.4 三相功率的计算,3.3 三相电路的分析,2,3.1 三相电源,1、对称三相电源的产生,通常由三相交流发电机产生，三相绕组在空间互差120，当转子以均匀角速度转动时，在三相绕组中产生感应电动势，从而形成对称三相电源。,3,1、对称三相电源的产生,4,5,（1） 瞬时值表达式,（2） 波形图,6,（3） 相量表示,（4） 三相对称电动势的特点,三相电动势的特征： 大小相等，频率相同，相位互差120,7,正序(顺序)：ABCAB,反序(逆序)：ACBAC,相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。,以后如果不加说明，一
2、般都认为是正相序。,正转,反转,（5） 对称三相电动势的相序,三相电源中各相电源经过同一值(如最大值)的先后顺序,8,2、三相电源的星形联接,把三个绕组的末端 X, Y, Z 接在一起，把始端 A,B,C 引出来,（中线）,（相线、端线、火线）,（火线）,（火线）,三相四线 制供电,三相三线 制供电,9,三相电源星形连接的两组电压,相电压：火线对零线间的电压。,对称,10,线电压：火线间的电压。,11,利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：,线电压对称(大小相等，相位互差120o),设,V,V,V,V,12,对Y接法的对称三相电源,所谓的“对应”：对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。,(
3、1) 相电压对称，则线电压也对称。,(3) 线电压相位超前对应相电压30o。,结论,13,3.2 三相负载,三相负载：必须使用三相电源的负载,单相负载：只需使用单相电源的负载,将单相负载适当分配后接到三相电源的三个相上，称为单相负载的三相联接。,14,三相负载,单相负载,15,一、负载星形连接的三相电路,二、负载三角形形连接的三相电路,16,一、 负载星形连接的三相电路,称三相对称负载,三相不对称负载,17,例,已知：R=10 ， XL=10 ，XC=10 ,判断此三相负载是否是对称三相负载？,不对称负载,18,线电流：流过火线的电流。,相电流：流过每相负载的电流。,名词,中线电流：流过中线的
4、电流。,19,负载星形连接的三相四线制电路,加在每相负载上的电压相电压,线电流相电流,20,若负载为对称负载，则,三相三线制电路,三相四线制电路,线电流,中线电流,线电流对称,21,若负载不对称负载，则中线绝对不能去掉。否则加到每相负载上的电压将超过或低于负载所要求的额定电压。,照明电路为什么接成三相四线制电路？,中线的作用？,使加在不对称负载的电压为相电压。,22,例,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,23,照明电路的一般画法,24,照明电路能否采用三相三线制供电方式？,思考,25,设线电压为380V
5、。 A相断开后，B、C 两相串连，电压UBC （380V）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?,分析：,结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。,26,问题2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯数量不等（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。,分析,27,第三章 作业题2.31 2.33 2.35 2.36 2.37,本周实验安排 实验内容： 日光灯线路安装及测试 星期三第二大节 石油041第四大节 石油042第五大节 石油043 (7点),
6、28,二、 负载三角形连接的三相电路,负载相电压等于电源的线电压,29,计算相电流：,线电流：,对称,对称,30,结论,(1) 加在每相负载上的电压为线电压。,(2) 线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的 倍，相位滞后相应相电流30。,故上述电路也可只计算一相，根据对称性即可得到其余两相结果。,三相对称负载,31,例,一对称三相负载分别接成Y和型。分别求线电流。,应用：三相异步电动机起动 Y降压起动。,解,32,例,如图电路中，电源三相对称。当开关S闭合时，电流表的读数均为5A。,求：开关S打开后各电流表的读数。,开关S打开后，电流表A2中的电流与负载对称时的电流相同。而A1、 A3
7、中的电流相当于负载对称时的相电流。,电流表A2的读数=5A,电流表A1、A3的读数=,解,分析,33,三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：,一、对称三相电路,3.3 三相电路的分析,二、不对称三相电路,34,3.4 三相电路的功率,1、对称三相电路功率的计算,Pp=UpIpcos,三相总功率： P=3Pp=3UpIpcos,（1）有功功率,一相,35,注, 为相电压与相电流的相位差角(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。,（2） 无功功率,（3） 视在功率,36,例,三相对称负载（感性）星型连接，其电源线电压为380V，电流10A，总
8、功率为5700W。 求负载的功率因数，各相负载的等效阻抗，电路的无功功率，视在功率。,因为,所以,解,37,在三相电路中，我们所说的电压、 电流均指线电压、线电流。,38,2、三相功率的测量,(1) 三表法,若负载对称，则需一块表，读数乘以 3。,三相四线制,39,(2) 二表法：,这种测量线路的接法是将两个功率表的电流线圈串到任意两相中，电压线圈的同名端接到其电流线圈所串的线上，电压线圈的非同名端接到另一相没有串功率表的线上。（有三种接线方式）,若W1的读数为P1 ， W2的读数为P2 ，则三相总功率为：,三相三线制,P=P1+P2,40,所以两个功率表的读数的代数和就是三相总功率。由于联接
9、负载可以变为Y型联接，故结论仍成立。,p=uAN iA + uBN iB+ uCN iC,iA + iB+ iC=0 iC= (iA + iB),p= (uAN uCN)iA + (uBN uCN) iB = uACiA +uBC iB, 1 :uAC 与iA的相位差， 2 :uBC 与iB的相位差。,设负载是Y型联接,证明,41,1. 只有在三相三线制条件下，才能用二表法，且不论负载对称与否。,3. 按正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时功率表指针反转，将其电流线圈极性反接后，指针指向正数，但此时读数应记为负值。,2. 两块表读数的代数和为三相总功率，每块表的单独读数无意义。,
10、4. 两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同名端。,注意,42,有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 29, 等效感抗XL=21.8, 试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：(1) 绕组联成星形接于UL =380 V的三相电源上;(2) 绕组联成三角形接于UL=220 V的三相电源上。,例1:,解:,(1),43,(2),比较(1), (2)的结果:,有的电动机有两种额定电压, 如220/380 V。 当电源电压为380 V时, 电动机的绕组应联接成星形； 当电源电压为220 V时, 电动机的绕组应联接成三角形。,在三角形和星形两种联接法中
11、, 相电压、相电流 以及功率都未改变，仅三角形联接情况下的线电流 比星形联接情况下的线电流增大 倍。,44,三相对称负载作三角形联接，UL =220V，当S1、S2 均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率P = 4.5 kW，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、S2断开时, 各电流表读数和有功功率P； 3) S 1断、S 2闭合时, 各电流表读数和有功功率P。,例2：,45,或：P =I 2RP =UIcos tg =XL / R,解：,(1) 由已知条件可求得,46,2) S1闭合、S2断开时, IA=IC =10A IB =17.32 A,流过电流表 A、C 的电流
12、变为相电流 IP，流过电流表B 的电流仍为线电流IL 。,因为开关s均闭合时每相有功功率 P =1.5 kW,当 S1合、S2断时，ZAB、ZBC 的相电压和相电流不 变，则PAB、PBC不变。,P = PAB+PBC = 3 kW,47,IB = 0A,3) S1断开、 S2闭合时,变为单相电路,I1 仍为相电流 IP ，I2 变为 1/2 IP 。, IA=IC =10 A+ 5 A= 15A, I2 变为 1/2 IP，所以 AB、 BC 相的功率变为原来的1/4 。,P = 1/4 PAB+ 1/4 PBC +PCA = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 k
13、W,48,49,50,1、已知某三相四线制电路的线电压,当t12s时，三个相电压之和为（ ）,（A),（B),（C),380V,0V,第三章练习题,一、选择题,51,2、星形联接的对称三相电路线电压和相电压的关系为（ ）,（A),（B),（C),（D),3、三角形联接的对称三相电路线电流和相电流的关系为（ ）,（A),（B),（C),（D),52,（A),（B),（C),（D),5、对称三相电路的有功功率计算公式为（ ）,（A),（B),（C),（D),53,6、对称三相三线制电路，负载为Y形联接，线电压Ul380V。若因故障B相断路，则电压表读数为（ ）,（A),（B),（C),（D),0V,190V,220V,380V,7、Y-Y联接对称三相电路中，原先电流表指示为1A，后因故障A相断路，则电流表的读数为（ ）,（A),（B),（C),（D),1A,0.5A,图6,图7,54,1. 已知Z=3+j6 ，电流表读数为45A。,求：（1）电源相电压；（2)三相电源发出的有功功率,(2),(1),二、计算题,55,2、三相四线制电路如图所示。已知：电源线电压Ul380V，R=XC=XL=10，,试求：,（1）线路总电流,及中线电流,（2）三相总有功功率P,56,设,57,
