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1、第9章 三相交流电路,9.1 三相电源,9.2 对称三相电路,9.3 不对称三相电路示例,9.4 三相电路的功率,一、对称三相电源的产生,通常由三相发电机产生，三相绕组在空间互差120，当转子转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。,三相发电机示意图,9.1 三相电源,1. 瞬时值表达式,2. 波形图,3.相量表示,4.对称三相电源的特点,正序(顺序)：ABCA,负序(逆序)：ACBA,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，一般都认为是正相序。,正转,反转,5.对称三相电源的相序：三相电源中各相电源达到最大值的先后顺序。,三相制相对于单相制在
2、发电、输电、用电方面有很多优点，主要有：,(1) 三相发电机比单相发电机输出功率高。,(3) 性能好：三相电路的瞬时功率是一个常数，对三相电动机来说，意味着产生机接转矩均匀，电机振动小。,(2) 经济：在相同条件下(输电距离，功率，电压和损失)三相供电比单相供电省铜。,(4) 三相制设备(三相异步电动机，三相变压器)简单，易于制造，工作经济、可靠。,由于上述的优点，三相制得到广泛的应用。,6.三相制的优点。,二、对称三相电源的联接,星形联接(Y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。,1.联接方式,三角形联接(型联接)：三个绕组始、末端顺次相接。,名词介绍
3、：, 端线(火线)：A, B, C 三端引出线。, 中线：中性点引出线(接地时称地线)， 型联接无中线。, 相电压：每相电源(负载)的电压, 相电流：流过每相电源(负载)的电流, 线电压：火线与火线之间的电压, 线电流：流过火线的电流：,Y接：, 接：, 接：,Y接：,(1) Y接,2.对称三相电源线电压与相电压的关系。,利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：,结论：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。,(1) 相电压对称，则线电压也对称。,(3) 线电压相位领先对应相电压30o。,上面讨论的是电源侧线电压与相电压的情况，对于负载端来说，如果负载相
4、电压对称，则情况完全类似。,(2) 接,即线电压等于对应的相电压。,关于接还要强调一点：始端末端要依次相连。,正确接法,错误接法,I=0 , 接电源中不会产生环流。,注意：,I不等于0 , 接电源中将会产生环流。,9.2 对称三相电路,一、对称三相负载及其联接,1.对称三相负载的联接：Y型和型联接方式,2.对称三相电路：由对称三相电源和对称三相负载联接而成。,按电源和负载的不同联接方式可分为YY，Y0 Y0，Y ，Y， 等。,二、对称三相电路的计算,对称三相电路的计算方法是一相计算法。,1.YY接(三相三线制)， Y0 Y0(三相四线制),以N点为参考点，对n点列写节点方程：,因N，n两点等电
5、位，可将其短路，且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。当求出相应的电压、电流后，再由对称性，可以直接写出其它两相的结果。,只需取一相计算：,由对称性可写出：,结论：,有无中线对电路情况没有影响。没有中线(YY接，三相三线制)，可将中线连上。因此， YY接电路与Y0Y0接(有中线)电路计算方法相同。且中线有阻抗时可短路掉。, 对称情况下，各相电压、电流都是对称的，只要算出某一相的电压、电流，则其他两相的电压、电流可直接写出。, UnN=0，中线电流为零。,2.Y联接,负载上相电压与线电压相等：,计算相电流：,线电流：,结论：,(1) 负载上相电压与线电压相等，且对称。,(2
6、) 线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的 倍，相位落后相应相电流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。,小结：,1.三相电压、电流均对称。,负载为Y接,线电流与对应的相电流相同。,负载为接,线电压与对应的相电压相同。,(1) 将所有三相电源、负载都化为等值YY接电路；,(2) 连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗可不计；,(3) 画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：,(4) 根据 、Y接 线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。,(5) 由对称性，得出其它两相的电压、电流。,2.对称三相电路的一般计算方法,一相电路中的电压为Y接时的相电压。,一相电
7、路中的电流为线电流。,例：（略）,已知对称三相电源线电压为380V，Z=6.4+j4.8， Zl =3+j4,求负载Z的相电压、线电压和线电流。,解：,例： （略）,一对称三相负载分别接成Y接和接。分别求线电流。,解：,应用：Y- 降压起动。,例.,如图对称三相电路，电源线电压为380V，Z1=1053.1 ，Z2= j50， ZN=1+ j2。,求：线电流、相电流.,解：,根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：,（中点位移）,当三相负载Za、Zb、 Zc不相同。,三个相电流不对称，中线电流不为零。故：,此时负载各相电压不再对称。,电源不对称程度小(由系统保证)。,负载不对称情况很多。,不对
8、称,9.3 不对称三相电路示例,例1.照明电路:,(1) 正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。,每相负载的工作情况相对独立。,(2) 假设中线断了(三相三线制), A相电灯没有接入电路(三相不对称),灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。,(3) A相短路,超过灯泡的额定电压，灯泡可能烧坏。,结论：(a) 照明中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，二是加强强度(中线一旦断了，负载就不能正常工作)。,(b) 要消除或减少中点的位移，尽量减少中线阻抗，然而从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。,1. 对称三相电路的平均功率P,9.4 三相电路的功率,对称三相负载Z,Pp=UpIpcos,三相总功率 P=3Pp=3UpIpcos,注意：, 为相电压与相电流的相位差角(相阻抗角)，不要误以为 是线电压与线电流的相位差。,2. 无功功率,Q=QA+QB+QC= 3Qp,3. 视在功率,4. 瞬时功率,单相：瞬时功率脉动,三相：瞬时功率平稳，转矩 m p 可以得到均衡的机械力矩。,求：线电流和电源发出总功率.,解：,例：,Ul =380V，Z1=30+j40，电动机 P=1700W，cosj=0.8(滞后)。,电动机负载：,总电流：,
