电工电子技术基础--第五章

下一页总目录章目录返回上一页第五章第五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PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion下一页总目录章目录返回上一页第第五五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YY和和△△联结时相线电压、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。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion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A®X。让线圈以w的速度顺时针旋转。合理设计磁极形状，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。tEeAXwsin2=5.15.1三相电压三相电压1.1.三相电压的产生三相电压的产生PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion•••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三线圈空间位置各差120o转子装有磁极并以w的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。定子中放三个线圈：A®XB®YC®Z首端末端PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion=)120sin(mB°-=tEew)120sin(mC°+=tEewEEE=°=0A&)23j21(120B--=°-=EEE&)23j21(120C+-=°+=EEE&工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电ZAXYNSC-+B•••((尾端尾端))+eAeBeCXABYCZ((首端首端))++–––++__eeAX•图图5.1.25.1.2三相绕组示意图三相绕组示意图图图5.1.35.1.3电枢绕电枢绕组及其电动势组及其电动势PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion相量表示式及相互关系0=++CBAEEE&&&°∠=°-∠=°∠=1201200EEEEEECBA&&&EmBeAeCePDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion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。0CBA=++eee即：0CBA=++EEE&&&或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AABBCCPDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion三相电源的星形联结三相电源的星形联结(1)联接方式PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion下一页总目录章目录返回上一页中性线中性线((零线、地线零线、地线))中性点端线端线((相线、火线相线、火线))在低压系统在低压系统,,中中性点通常接地，性点通常接地，所以也称地线。所以也称地线。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）的电压线电压线电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压CBAUUU&&&、、CABCABUUU&&&、、、Up–CU&+–+BU&+–AU&、UlXYZNBCAeA+–eC+–eB+–ABU&–+–+BCU&–+CAU&三相四线制供电PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion下一页总目录章目录返回上一页(2)(2)线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系BAABUUU&&&-=CBBCUUU&&&-=ACCAUUU&&&-=根据根据KVLKVL定律定律由相量图可得相量图相量图30°BU&-ABU&AU&CU&BU&AXYZNBCeA+–eC+–eB+–CU&+–+–BU&+–AU&ABU&–+–+BCU&–+CAU&o&&303AABUU=o303PU=o30LU=°°°-∠=-∠=∠=2401200PCPBPAUUUUUU&&&PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion下一页总目录章目录返回上一页且超线电压形联结时结论：电源,3,YPUUl=。三相线电压也是对称的前相应的相电压,30o同理同理°-=°-=°=90903303LPBBCUUUU&&°=°=°=1501503303LPCCAUUUU&&30°BU&-ABU&AU&CU&BU&BCU&AUC&PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion相电压线电压时结结论：电源Δ形联UUl=–++–+BACABU&CAU&BCU&–BCU&PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion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ZZAA==ZZBB==ZZCC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：ZZAA==ZZBB==ZZCC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YY和和DD两种接法，至于采用哪种方两种接法，至于采用哪种方法法，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。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion下一页总目录章目录返回上一页三相负载连接原则三相负载连接原则（（11））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；（（22））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。AABB电源电源C保险丝保险丝三相四线制380/220伏NN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PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion线电流：线电流：流过端线的电流流过端线的电流CBAIII&&&、、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YY联联结时，线电结时，线电流等于相电流等于相电流。流。aI&Y:Y:三相三线制三相三线制YY00：三相四线制：三相四线制(1)(1)联结形式联结形式+ZBZCZANN'NNAU&BU&CU&++–––AI&BI&CI&N电源中性点N´负载中性点PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion下一页总目录章目录返回上一页(2)(2)负载负载YY联结三相电路的计算联结三相电路的计算1)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PL3UU=PLII=Y联结时：CBANIIII&&&&++=4)4)中线电流中线电流CCCBBBAAAZUIZUIZUI&&&&&&===负载负载YY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AI&BI&CI&NI&aI&+ZBZCZANN'NNAU&BU&CU&++–––PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion下一页总目录章目录返回上一页负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。(3)(3)对称负载对称负载YY联结三相电路的计算联结三相电路的计算0CBAN=++=IIII&&&&中线电流CBAZZZ==因为三相电压对称，且所以负载对称时，三相电流也对称。P3LUU=负载对称无中性线时负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。AI&BI&CI&NI&+ZBZCZANN'NNAU&BU&CU&++–––A15010A9010A3010CBA°+=°-=°=III&&&可知：如：PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion：N+++–––BI&CI&AI&NI&AU&BU&CU&N¢RARBRCACB若RA=RB=RC=5W，求线电流及中性线电若RA=5W,RB=10W,RC=20W,求线电流及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V)30314sin(2380AB°+=tu电灯组，流IN;中性线电流IN。PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion=++=IIII&&&&解：已知：V30380AB°=U&N+++–––BI&CI&AI&NI&AU&BU&CU&N¢RARBRCACBV0220A°=U&A044A50220AAA°=°==RUI&&(1)线电流三相对称A12044B°-=I&A12044C°+=I&PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion下一页总目录章目录返回上一页(2)三相负载不对称（RA=5W、RB=10W、RC=20W）分别计算各线电流中性线电流A12011A20120220CCC°+=°+==RUI&&A12022A10120220BBB°-=°-==RUI&&A1929°-=A12011A12022A044CBAN°++°-+°=++=IIII&&&&A044A50220AAA°=°==RUI&&PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversion：照明系统故障分析：照明系统故障分析解:(11))AA相短路相短路1)中性线未断NNRRAARRCR