chapter5 三相電路學(xué)習(xí)教案

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1、會計(jì)學(xué)1chapter5 三相三相(sn xin)電路電路第一頁，共42頁。+eAeBeCXABYCZ+ +_eeAX定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子ZAXYNSC-+B第1頁/共42頁第二頁，共42頁。鐵心鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組三相繞組: 直流勵(lì)磁直流勵(lì)磁(l c)的電磁鐵的電磁鐵定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)tEe sinmA )120sin(mB tEe )120sin(mC tEe EEE 0A)23j21(120B EEE)23j21(120C EEE第2頁/共42頁第三頁，共42頁。e0eAeBeC2 120 240 360t EBEA.120120120EC.tEe

2、sinmA )120sin(mB tEe )120sin(mC tEe EEE 0A 120BEE 120CEE第3頁/共42頁第四頁，共42頁。對稱對稱(duchn)三相電動(dòng)勢的瞬時(shí)值之三相電動(dòng)勢的瞬時(shí)值之和為和為 00CBA eee即：即：0CBA EEE或或三個(gè)正弦交流電動(dòng)勢滿足以下三個(gè)正弦交流電動(dòng)勢滿足以下(yxi)特征特征第4頁/共42頁第五頁，共42頁。(1) 聯(lián)接聯(lián)接(lin ji)方式方式中性點(diǎn)中性點(diǎn)CBAUUU、CABCABUUU、UpCU+BU+AU、UlXYZNBCAeA+eC+eB+ABU+BCU+CAU第5頁/共42頁第六頁，共42頁。BAABUUU CBBCUUU

3、ACCAUUU 由相量圖可得由相量圖可得 30BU ABUAUCUBUAXYZNBCeA+eC+eB+CU+BU+AUABU+BCU+CAU303AABUU 303PU 30LU 第6頁/共42頁第七頁，共42頁。 p 相電壓相電壓線電壓線電壓 時(shí)時(shí)結(jié)結(jié)結(jié)論：電源形聯(lián)結(jié)論：電源形聯(lián)UUl 且超且超線電壓線電壓形聯(lián)結(jié)時(shí)形聯(lián)結(jié)時(shí)結(jié)論：電源結(jié)論：電源,3,Y PUUl 。三相線電壓也是對稱的三相線電壓也是對稱的前相應(yīng)的相電壓前相應(yīng)的相電壓 ,30+BACABUCAUBCUBCU 90903303LPBBCUUUU 1501503303LPCCAUUUU第7頁/共42頁第八頁，共42頁。第8頁/共42

4、頁第九頁，共42頁。C三相四線制三相四線制380/220380/220伏伏 額定相電壓為額定相電壓為220伏的單相負(fù)載伏的單相負(fù)載 額定線電壓為額定線電壓為380伏的三相負(fù)載伏的三相負(fù)載第9頁/共42頁第十頁，共42頁。NICBAIII、aI+ZBZCZAAUBUCU+AIBICIN 電源中性點(diǎn)電源中性點(diǎn)N 負(fù)載中性點(diǎn)負(fù)載中性點(diǎn)第10頁/共42頁第十一頁，共42頁。PL3UU PLII Y 聯(lián)結(jié)時(shí)：聯(lián)結(jié)時(shí)：CBANIIII CCCBBBAAA ZUIZUIZUI AIBICINIaI+ZBZCZAAUBUCU+第11頁/共42頁第十二頁，共42頁。負(fù)載對稱負(fù)載對稱(duchn)時(shí)時(shí),中性線無電

5、流中性線無電流,可省掉中性線?？墒〉糁行跃€。0CBAN IIII中線電流中線電流CBAZZZ 因?yàn)槿嚯妷簩ΨQ，且因?yàn)槿嚯妷簩ΨQ，且所以負(fù)載所以負(fù)載(fzi)對稱時(shí)，三相電流也對稱。對稱時(shí)，三相電流也對稱。P3LUU 負(fù)載對稱無中性線時(shí)負(fù)載對稱無中性線時(shí) 負(fù)載對稱時(shí)，只負(fù)載對稱時(shí)，只需計(jì)算一相電流，需計(jì)算一相電流，其它兩相電流可根其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出據(jù)對稱性直接寫出。AIBICINI+ZBZCZAAUBUCU+A15010A9010 A3010CBA III可知：可知：如：如：第12頁/共42頁第十三頁，共42頁。N+BICIAINIAUBUCUN RARBRCACB若若RA=R

6、B= RC = 5 ，求線電流及中性線電，求線電流及中性線電若若RA=5 , RB=10 , RC=20 ,求線電流求線電流及及 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓電源線電壓 。 負(fù)載為負(fù)載為V)30314sin(2380AB tu電燈組，電燈組，流流 IN ;中性線電流中性線電流 IN 。第13頁/共42頁第十四頁，共42頁。中性線電流中性線電流0CBAN IIII解：解： 已知：已知：V30380AB UN+BICIAINIAUBUCUN RARBRCACBV0220A U A044A50220AAA RUI(1) 線電流線電流 三相對稱

7、三相對稱A12044B IA12044C I第14頁/共42頁第十五頁，共42頁。(2) 三相三相(sn xin)負(fù)載不對稱（負(fù)載不對稱（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分別計(jì)算各線電流分別計(jì)算各線電流中性線電流中性線電流(dinli)A12011A20120220CCC RUIA12022A10120220BBB RUIA1929 A12011A12022A044CBAN IIIIA044A50220AAA RUI第15頁/共42頁第十六頁，共42頁。解解: (1) A相短路相短路(dunl)1) 中性線未斷中性線未斷 C第16頁/共42頁第十七頁，共42頁。 此時(shí)負(fù)載此時(shí)負(fù)載(f

8、zi)中性中性點(diǎn)點(diǎn)N即為即為A, 因此負(fù)載因此負(fù)載(fzi)各相電壓為各相電壓為V380,V380,0,0CACBBABAA UUUUUUUUC C+AU BU CU 第17頁/共42頁第十八頁，共42頁。 B、C相燈仍承受相燈仍承受(chngshu)220V電壓電壓, 正常工作。正常工作。A7 .120210380CBBC RRUIV127107 .12BB IR UV254207 .12CC IR UIBC+ C第18頁/共42頁第十九頁，共42頁。第19頁/共42頁第二十頁，共42頁。則節(jié)點(diǎn)則節(jié)點(diǎn)(ji din)電壓電壓NN RBRC.RA+AIBICIAUBUCUAU BU CU NU

9、設(shè)設(shè),V0220A UCBACBACCBBAA111201202201012022050220111RRRRRRRURURUUN A193 .85A)2 .27j6 .78( V131288NCC UUUV0249NBB UUUV0144NAA UUU第20頁/共42頁第二十一頁，共42頁?？梢姡嚎梢姡?1. 不對稱三相負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)且無中性線時(shí)不對稱三相負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)且無中性線時(shí), 三相三相負(fù)載的相電壓不對稱。負(fù)載的相電壓不對稱。 2. 照明負(fù)載三相不對稱，必須照明負(fù)載三相不對稱，必須(bx)采用三相四線制采用三相四線制供電方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。供電方式，且中性線上不允許接刀

10、閘和熔斷器。 A08 .28A511144AAA RUIA13994.24A101394 .249BBB RUIA1314 .14A20131288CCC RUI第21頁/共42頁第二十二頁，共42頁。CBAIII、ABIBCICAIZABZBCZCAACB+CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI第22頁/共42頁第二十三頁，共42頁。(2) 相電流相電流ABABABZUI BCBCBCZUI CAACAZUIC (1) 負(fù)載負(fù)載(fzi)相電壓相電壓=電源線電壓電源線電壓即即: UP = ULZABZBCZCAACB+CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI相電流：相電流：

11、CABCABIII、線電流：線電流： CBAIII、第23頁/共42頁第二十四頁，共42頁。相量圖相量圖IBCIABIUBCUABUCA30負(fù)載負(fù)載(fzi)對稱時(shí)對稱時(shí), 相電流對相電流對稱，即稱，即AICAI IBIC(3) 線電流線電流(dinli)。3030且落后相應(yīng)的相電流且落后相應(yīng)的相電流(相電流),(相電流),3 3線電流線電流聯(lián)接時(shí)聯(lián)接時(shí)對稱負(fù)載對稱負(fù)載 : :結(jié)論結(jié)論 P IIl由相量圖可求得由相量圖可求得CAABAIII ABBCBIII BCCACIII ZUIIIIP PCABCABRXarctanCABCAB lIIII CBAPP330cos2IIIl 第24頁/共

12、42頁第二十五頁，共42頁。負(fù)載負(fù)載(fzi)的額定電壓的額定電壓 = 電源的線電壓電源的線電壓應(yīng)作應(yīng)作 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源線電壓電源線電壓31應(yīng)作應(yīng)作 Y 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 三相電動(dòng)機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三三相電動(dòng)機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。第25頁/共42頁第二十六頁，共42頁。llIIUU31 ,pp 對稱對稱(duchn)(duchn)負(fù)載負(fù)載 聯(lián)結(jié)時(shí)：聯(lián)結(jié)時(shí)： PPPPcos3cos3 llIUIUP 同理同理ppppsin3 sin3 llIUIU

13、Q llIIUU pp ,31對稱負(fù)載對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時(shí)：聯(lián)結(jié)時(shí)：相電壓與相相電壓與相電流的相位差電流的相位差當(dāng)負(fù)載對稱時(shí)：當(dāng)負(fù)載對稱時(shí)：P = 3Up Ipcos pLLPP223 3 IUIUQPS 所以所以第26頁/共42頁第二十七頁，共42頁。ZUIll BAABAZZUI BAABAZZUI ZUIlP P3IIl PUUl P3UUl ZUIPP AIBICINIaI+ZBZCZAAUBUCU+第27頁/共42頁第二十八頁，共42頁。AAB3ZUIA Wcos23202203803 PWcos53202203803 P Wcos53202202203 P 正誤正誤(zhngw)判判斷

14、斷AABA330ZUI AABA330ZUI 5320V30380ABZU三相負(fù)載對稱三相負(fù)載對稱已知：已知：第28頁/共42頁第二十九頁，共42頁。 有一三相電動(dòng)機(jī)有一三相電動(dòng)機(jī), 每相的等效電阻每相的等效電阻R = 29, 等等效效 感抗感抗XL=21.8, 試求下列兩種情況試求下列兩種情況(qngkung)下電下電動(dòng)機(jī)的相電流、動(dòng)機(jī)的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果：線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果： (1) 繞組聯(lián)成星形接于繞組聯(lián)成星形接于UL =380 V的三相電源上的三相電源上; (2) 繞組聯(lián)成三角形接于繞組聯(lián)成三角形接于UL=220 V的三相電

15、源上。的三相電源上。解解:(1)A1 . 6A8 .212922022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322LL IUPWk2 . 38 . 01 . 63803 第29頁/共42頁第三十頁，共42頁。Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3LL IUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)A5 .103PL II 比較比較(bjio)(1), (2)的結(jié)果的結(jié)果: 有的電動(dòng)機(jī)有兩種額定有的電動(dòng)機(jī)有兩種額定( dng)電壓電壓, 如如220/380 V。當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為380 V時(shí)時(shí), 電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成

16、星形；當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為220 V時(shí)時(shí), 電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形。電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形。在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中, 相電壓、相電流相電壓、相電流以及功率都未改變以及功率都未改變，僅，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大 倍倍。3第30頁/共42頁第三十一頁，共42頁。C ZYR 線電壓線電壓Ul為為380 V的三相電源上，接有兩組對稱的三相電源上，接有兩組對稱三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗阻抗 ; 另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻

17、另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性性負(fù)載，每相電阻負(fù)載，每相電阻R =10 , 如圖所示。試求：如圖所示。試求：(1) 各組負(fù)載的相電流；各組負(fù)載的相電流；(2) 電路線電流；電路線電流；(3) 三相有功功率。三相有功功率。 373 .36Z設(shè)設(shè)解：解：V0380AB UV30220A U則則第31頁/共42頁第三十二頁，共42頁。一相電壓與電流的相量圖如圖所示一相電壓與電流的相量圖如圖所示 A37-47.10A3736.30380ABAB ZUI A03-22YAYA RUI A6713.1803-37347.10A I A7 .463830226713.18YAAA III第32頁/共42頁第三十三

18、頁，共42頁。AUABUAYI AIAIWk4 . 2144809546W223803W8 . 013.183803cos3cos3YLLLLY IUIUPPP-30o-67o-46.7o第33頁/共42頁第三十四頁，共42頁。 三相對稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，三相對稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，UL =220V，當(dāng)，當(dāng)S1、 S2 均閉合時(shí)，各電流表讀數(shù)均閉合時(shí)，各電流表讀數(shù)(dsh)均為均為17.3A，三相功率，三相功率 P = 4.5 kW，試求，試求: 1) 每相負(fù)載的電阻和感抗；每相負(fù)載的電阻和感抗； 2) S1合、合、S2斷開時(shí)斷開時(shí), 各電流表讀數(shù)各電流表讀數(shù)(dsh)和有功功率和有功功率P；

19、3) S 1斷、斷、S 2閉合時(shí)閉合時(shí), 各電流表讀數(shù)各電流表讀數(shù)(dsh)和有功功率和有功功率P。AAAS2ZABZBC第34頁/共42頁第三十五頁，共42頁。或：或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R 223/32.17220PPIUZLL3cosIUP 68. 0 1568. 022cos ZR 1 .16733. 022sin ZXL(1) 由已知條件由已知條件(tiojin)可求得可求得AAAS2ZABZBC第35頁/共42頁第三十六頁，共42頁。 IA=IC =10A IB =17.32 A因?yàn)殚_關(guān)因?yàn)殚_關(guān)s均閉合均閉合(b h)時(shí)時(shí) 每相有功功率每相有功功率

20、P =1.5 kW 當(dāng)當(dāng) 1合、合、2斷時(shí)，斷時(shí)，ZAB、ZBC 的相電壓和相電流不的相電壓和相電流不變，則變，則PAB、PBC不變。不變。AAA第36頁/共42頁第三十七頁，共42頁。IB = 0A I1I2 P = 1/4 PAB+ 1/4 PBC +PCA = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kWAAAS1第37頁/共42頁第三十八頁，共42頁。AIA1IA2IPU+第38頁/共42頁第三十九頁，共42頁。AIA1IA2IPU+A605 . 02204070A2 IA6046.25 A5 .464 .30A2A1A IIIA012206030A1 IA018

21、18. 8 VU .設(shè)設(shè) =220 0第39頁/共42頁第四十頁，共42頁。 某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來，而第一層樓電燈亮度(lingd)不變，試問這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同時(shí)發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又是什么原因？P 三三層層二層二層CU+一層一層第40頁/共42頁第四十一頁，共42頁。 (2) 當(dāng)當(dāng)P處斷開時(shí)，二、三層樓的燈串聯(lián)處斷開時(shí)，二、三層樓的燈串聯(lián)(chunlin)接接380V 電壓，所以亮度變暗，但一層樓的燈仍承受電壓，所以亮度變暗，但一層樓的燈仍承受220V電壓亮度不變。電壓亮度不變。(3) 因?yàn)槿龢菬舳嘤谝驗(yàn)槿龢菬舳嘤?du y)二樓燈即二樓燈即 R3 R2 , 所以三樓所以三樓燈比燈比二樓燈暗。二樓燈暗。P 三層三層二層二層一層一層CU+第41頁/共42頁第四十二頁，共42頁。