《電工電子技術(shù)Ⅰ》第5章三相電路.ppt

1,第5章 三相電路,5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路,5.1 三相電壓,5.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路,5.4 三相功率,小結(jié),2,5.1 三相電壓,5.1.1 三相電動勢的產(chǎn)生,在兩磁極中間，放一個(gè)線圈。,根據(jù)右手定則可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向由AX,合理設(shè)計(jì)磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動勢。,1、單相交流電動勢的產(chǎn)生,3,2、三相交流電動勢的產(chǎn)生,定子中放三個(gè)線圈：,首端,末端,三線圈空間位置各差120o,轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋轉(zhuǎn)。三個(gè)線圈中便產(chǎn)生三個(gè)以正弦規(guī)律變化的交流電動勢。,4,三相電動勢,5.1.2 三相電源的表示法,1.瞬時(shí)值表達(dá)式,2.波形圖,6,3.相量圖,4.相量式,7,5.三相電源的特征,(1) 對稱。 大小相等，頻率相同，相位互差120,(2) 相序。U1V1W1,(3) 對稱正弦量的瞬時(shí)值和與相量和為0。,e1 +e2 +e3 =0,8,（中線）,（火線）,（火線）,（火線）,三相四線 制供電,火線（相線）:,中線（零線）：N,5.1.3 三相電源的連接,星形接法,9,1、相電壓：火線對中線間的電壓。,10,2、線電壓：兩火線間的電壓。,11,3.相、線電壓 間的關(guān)系,12,UP：相電壓,在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級為,線電壓超前于相應(yīng)的相電壓30o,Ul：線電壓,結(jié)論,（U1 、 U2 、 U3）,（U12 、 U23 、 U31）,三相四線制,三相三線制,星形連接、引出中線，為負(fù)載提供兩種電壓：相電壓和線電壓,星形連接、不引出中線，為負(fù)載提供一種電壓：線電壓,14,5.2 負(fù)載星形連接的三相電路,三相對稱負(fù)載：,接在三相電源上的每一相負(fù)載的阻抗值與阻抗角都相等。,相電流（IP）：,流過每一相負(fù)載的電流,線電流（IL） ：,流過每一根火線的電流,對稱負(fù)載,例：Z1=10、Z2=j10、Z3=-j10 是否為對稱負(fù)載？,不是,15,三相四線,相電流IP(負(fù)載上的電流)：,線電流IL(火線上的電流)：,1. 連接,三相四線制,16,2.特點(diǎn),17,uL,3.計(jì)算,18,（1）若為對稱負(fù)載：,計(jì)算時(shí)，只需計(jì)算一相，推出另外兩相即可。,且,各相、線電流大小相等，相互之間的相位差為1200,（2）負(fù)載不對稱時(shí)，各相單獨(dú)計(jì)算。,19,已知： 三相負(fù)載 R、L、C 以及 三相線電壓：,求：各相、各線及中線電流,20,相 電 壓,21,相電流：,中線電流,22,三相三線,負(fù)載對稱時(shí),三相完全對稱時(shí)，零線可以取消!,三相三線制,23,1）負(fù)載對稱時(shí)，三相三線制各電壓對稱,2）若負(fù)載不對稱時(shí)，不能采用三相三線制！因?yàn)?此時(shí)各相負(fù)載上的電壓將會出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象， 負(fù)載不能正常工作。,3）因負(fù)載不對稱時(shí)，不能采用三相三 線制！所以，中線上不能安裝開關(guān) 和保險(xiǎn)絲。,三相三線制供電時(shí)各相電流的計(jì)算方法同上。,24,照明負(fù)載星形如圖所示接于線電壓為380V的三相電源上。燈泡的額定電壓為220V 。,求：（1）若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通 ，分析中線 斷開前后的情況如何?,（2）若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量 不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的/4 ）中線斷開前后 結(jié)果如何？,（3）根據(jù)以上分析，照明電路能否采用三相三線制供電 方式？,25,若中線斷開，L1相斷開后， L2 、 L3 兩相串聯(lián)，線電壓U23（380V）加在L2 、L3負(fù)載上。如果兩相負(fù)載對稱，則每相負(fù)載上的電壓為190V。低于燈泡的額定電壓。,（1）若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通。,若中線尚未斷開，則二、三樓工作狀態(tài)不變。照明不受影響。,結(jié)果為二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。,解：,26,（2）若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量不等（設(shè) 二樓燈的數(shù)量為三層的1/4 ）時(shí),結(jié)果為二樓燈泡上的電壓超過額定電壓， 燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。,若中線尚未斷開，則二、三樓工作狀態(tài)不變。照明不受影響。,若中線斷開，則,27,（3）根據(jù)以上分析，照明電路不能采用三相三線制供電方 式。且中線上不能接開關(guān)和保險(xiǎn)絲。,中線的作用在于，使星形連接的不對稱負(fù)載得到相等的相電壓。因?yàn)樨?fù)載不對稱而又沒有中線時(shí)，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。,28,解：（1）,29,（2）A相短路，A相電流很大， A相熔斷器燒毀，B、C兩相 不受影響，電流電壓不變。,（3）A相短路，中線斷開,A,B、C相承受線電壓,（4）A相斷開,B、C相不受影響,（5）A相斷開、中線斷開,30,線電壓=相電壓,5.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路,1. 接法,相電流IP(負(fù)載上的電流)：,線電流IL (火線上的電流)：,31,相電流,線電流,2. 計(jì)算,32,（2）負(fù)載對稱時(shí)（Z12=Z23=Z31=Z ），各相電流有 效值相等，相位互差120 。有效值為：,（1）負(fù)載不對稱時(shí)，先算出各相電流，然后計(jì)算線電流。,33,同理：,設(shè)：負(fù)載為阻性的，阻抗角為 0 。,負(fù)載對稱時(shí)，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系,34,三角形接法的對稱負(fù)載,結(jié)論,35,對稱負(fù)載的每相阻抗Z=30+j40，電源線電壓為380v，求：下列各種情況下的相、線電流。（1）正常情況（2）AB相短路（3）AB相斷開（4）A火線斷開,解： （1）,36,（2）AB相短路,AB火線有短路電流，若AB火線熔斷，則均無電流,（3）AB相斷路,該相電流為零，其他兩相不受影響。,（4）A線斷路,BC相不受影響，AB、CA兩相負(fù)載串聯(lián)接在B、C火線間，U、I均小于額定值。,照明負(fù)載不能采用三角形接法。,37,負(fù)載對稱時(shí)：,5.4 三相電路的功率,三相總有功功率：,星形接法時(shí)：,三角形接法時(shí)：,三相功率的計(jì)算,38,同理,可得,在三相負(fù)載對稱的條件下,三相電路總功率的計(jì)算與接法無關(guān).,39,單相功率的測量 - 電動式瓦特計(jì),在交流電路中,其中， j為 i , u 間的夾角。,指針偏 轉(zhuǎn)角度,功率的測量*,三相功率的測量,40,P=3P1,一表法適用于三相四線制接法的對稱負(fù)載。,三相功率的測量,1. 一表法：（用一個(gè)功率表測量）,P1,相電流,電壓線圈,電流線圈,41,2. 三表法：（用三個(gè)功率表測量）,P=P1 + P2 + P3,P1,P2,P3,三表法適用于三相四線制接法的不對稱負(fù)載。,電壓線圈,電流線圈,42,3. 兩表法：（用兩個(gè)功率表測量）,P=P1 + P2,兩表法適用于三相三線制接法的負(fù)載。,P1,P2,電壓線圈,電流線圈,43,兩表法測量功率的原理證明：,三相總功率等于兩表測得數(shù)據(jù)之和。每單個(gè)功率表的讀數(shù)沒有意義。,44,線電壓Ul=380v的三相電源上接有兩組對稱三相負(fù)載，一組是三角形連接的感性負(fù)載，每組阻抗 ，另一組是星形連接的電阻性負(fù)載，每相電阻R=10，如圖所示，求：（1）每相負(fù)載的相電流（2）電路線電流（3）三相有功功率,解：,對稱負(fù)載,（1）形：,45,Y形：,（2）,（3）,46,小結(jié)提綱,一、星形連接的三相電源：,二、星形連接的三相負(fù)載：,三、三角形連接的三相負(fù)載：,四、三相功率：,相電壓、線電壓的表示、大小、相位關(guān)系、特點(diǎn),三相四線制：相、線電壓、電流的大小、相位關(guān)系、計(jì)算,三相三線制：相、線電壓、電流的大小、相位關(guān)系、計(jì)算,相、線電壓、電流的大小、相位關(guān)系、計(jì)算方法,計(jì)算、測量,（對稱負(fù)載）,（對稱負(fù)載）,