三相正弦交流电动势的产生三(PPT课件)

上一页下一页返回结束上一页下一页返回结束章目录第一节三相正弦交流电动势的产生第二节三相电源绕组的连接第三节三相负载的连接第四节对称三相电路的分析与计算第五节三相电路的功率第六节特殊不对称三相电路的分析第七节中线的作用第六章三相正弦交流电路第六章三相正弦交流电路上一页下一页返回结束教学要求教学要求第六章三相正弦交流电路1.了解三相交流电的产生，掌握三相电源的连接方法。2.掌握三相负载的连接方法及电路的特点。3.掌握对称三相电路的分析与计算。4.了解特殊不对称三相电路的分析方法。5.熟记中线的作用。上一页下一页返回结束一、概述二、三相正弦交流电动势的产生三、三相正弦交流电动势的表示方法第六章三相正弦交流电路节目录第一节三相正弦交流电动势的产生四、相序上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第1节三相正弦交流电动势的产生如果在交流电路中有几个电动势同时作用，每个电动势的大小相等、频率相同，只是相位不同，那么就称这种电路为多相制电路。组成多相制电路的各个单相部分称为一相。1.三相制发电机比同功率的单相发电机体积小，省材料。2.三相发电机结构简单，使用和维护较为方便，运转时比单相发电机的振动小。3.在同样条件下输送同样大的功率时，特别是远距离输电时，三相输电线可节约25％左右的材料。一、概述上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第1节三相正弦交流电动势的产生二、三相正弦交流电动势的产生上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第1节三相正弦交流电动势的产生三相交流发电机的示意图如图a所示，主要由转子和定子构成。定子中有三个完全相同的绕组，电动势的参考方向选定为绕组的末端指向始端，如图b、c所示。二、三相正弦交流电动势的产生上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第1节三相正弦交流电动势的产生由图a可见，当磁极的N极转到U1处时，U相的电动势达到正的最大值。经过120º后，磁极的N极转到V1处，V相的电动势达到正的最大值。同理，再由此经过120º后，W相的电动势达到正的最大值。周而复始，这三相电动势的相位互差120º。这种最大值相等、频率相同、相位互差120º的三个正弦电动势称为对称三相电动势。二、三相正弦交流电动势的产生上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第1节三相正弦交流电动势的产生三、三相正弦交流电动势的表示方法1.以三相对称电动势中的U相为参考正弦量，它们的瞬时值表达式如下。tEesinmU)120sin(mVtEe)120sin()240sin(mmWtEtEe上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第1节三相正弦交流电动势的产生三、三相正弦交流电动势的表示方法2.波形图与相位图表示如下。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第1节三相正弦交流电动势的产生四、相序三相交流电出现正幅值（或相应零值）的顺序称为相序。正（顺）序：U-V-W-U负（逆）序：V-U-W-V上一页下一页返回结束二、三相电源绕组的星形连接三、三相电源绕组的三角形连接第六章三相正弦交流电路节目录第二节三相电源绕组的连接一、三相电源绕组的连接上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第2节三相电源绕组的连接三相发电机的每一相绕组都是一个独立的电源，可以单独地接上负载，成为彼此不相关的三相电路。这样的电路很不经济，没有实用价值。一、三相电源绕组的连接上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第2节三相电源绕组的连接将三相发电机绕组的末端连在一起，始端分别引出输出线，这种连接称为星形连接法，用Y表示。二、三相电源绕组的星形连接从始端引出的三根线称为相线或端线，俗称火线。末端接成的一点称为中性点，简称中点，用N表示。从中性点引出的输电线称为中性线，简称中线。低压供电系统的中性点是直接接地的，把接地的中性点称为零点，而把接地的中性线称为零线。工程上，U、V、W三根相线分别用黄、绿、红颜色来区分。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第2节三相电源绕组的连接二、三相电源绕组的星形连接无中线的三相制叫做三相三线制。星形连接有三相三线制和三相四线制两种。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第2节三相电源绕组的连接二、三相电源绕组的星形连接有中线的三相制叫做三相四线制。线电压端线与端线之间的电压。WUVWUV线UUUUWVU相UUUU相电压端线与中线之间的电压。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第2节三相电源绕组的连接二、三相电源绕组的星形连接因为通常情况下电源三相电动势是对称的，所以，电源三相电压也是对称的，即大小相等、频率相同、相位互差120°。VUUVUUUWVUWUUUUWWUUUU根据基尔霍夫电压定律得：上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第2节三相电源绕组的连接画出相电压和线电压的相量图。二、三相电源绕组的星形连接可见，线电压在相位上比相应的相电压超前30˚。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第2节三相电源绕组的连接从UU的端点作直线垂直于UUV，得直角三角形OPQ。从这三角形中得到：二、三相电源绕组的星形连接即线电压与相电压的数量关系为：VVUV2330cos21UUU相线UU3VUV3UU上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第2节三相电源绕组的连接将三相电源内每相绕组的末端和另一组绕组的始端依次相连的连接方式，称为三角形接法，用Δ表示。三、三相电源绕组的三角形连接上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第2节三相电源绕组的连接三相电源作三角形连接时，线电压就是相电压，即：三、三相电源绕组的三角形连接相线UU若三相电动势为对称三相正弦电动势，则三角形闭合回路的总电动势等于零，即：0WVUEEEE三相发电机绕组一般不采用三角形接法而采用星形接法。三相变压器绕组有时采用三角形接法，但要求在连接前必须检查三相绕组的对称性及接线顺序。上一页下一页返回结束一、三相负载的连接二、三相负载的星形连接第六章三相正弦交流电路节目录第三节三相负载的连接三、三相负载的三角形连接上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第3节三相负载的连接三相负载的连接也有星形连接（Y）与三角形连接（Δ）两种。一、三相负载的连接在一个三相电路中，如果三相电源和三相负载都是对称的，则称为对称三相电路，反之称为不对称三相电路。对称三相负载：三相电路中，阻抗大小相同，阻抗角也相同的各相负载，通常叫做对称三相负载。接在三相电源上的负载统称为三相负载。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第3节三相负载的连接将三相负载分别接在三相电源的相线和中线之间的接法称为三相负载的星形连接（Y），如图所示。二、三相负载的星形连接上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第3节三相负载的连接概念介绍二、三相负载的星形连接1.每相负载两端的电压称为负载的相电压，流过每相负载的电流称为负载的相电流。2.流过相线的电流称为线电流，相线与相线之间的电压称为线电压。3.负载为星形连接时，负载相电压的正方向规定为自相线指向负载中性点。相电流的正方向与相电压的正方向一致。线电流的正方向为电源端指向负载端。中线电流的正方向规定为由负载中点指向电源中点。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第3节三相负载的连接如果忽略输电线上的电压损失，负载端的相电压就等于电源的相电压；负载端的线电压就等于电源的线电压。因此，三相负载星形连接时，得到如下结论：二、三相负载的星形连接相线YY3UU线电压的相位仍超前对应的相电压30°。相线YYII相电流与线电流相等，即：上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第3节三相负载的连接三、三相负载的三角形连接把三相负载分别接在三相电源的每两根端线之间，就称为三相负载的三角形（Δ）连接。三角形连接时的电压、电流参考方向如图所示。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第3节三相负载的连接三、三相负载的三角形连接1.在三角形连接中，由于各相负载是接在两根相线之间，因此，负载的相电压就是线电压，即：线相ΔYΔYUU2.根据基尔霍夫电流定律，可知，线电流为：)(WUUVUIII)(UVVWVIII)(VWWUWIII上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第3节三相负载的连接三、三相负载的三角形连接由相量图可知：所以，对于做三角形连接的对称负载来说，线电流与相电流的数量关系为UVUVU23cos3021IIIUVU3II相线ΔΔ3II线电流的相位总是滞后与之对应的相电流30°。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第3节三相负载的连接三、三相负载的三角形连接3.三相负载接到三相电源中，应做Δ形还是Y形连接，应根据三相负载的额定电压而定。若各相负载的额定电压等于电源的线电压，则应做Δ形连接；若各相负载的额定电压是电源线电压的，则应做Y形连接。3/1举例我国低压供电的线电压为380V，当三相感应电动机电磁绕组的额定电压为380V时，就应做Δ连接；当电磁绕组的额定电压为220V，就应做Y形连接。上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第3节三相负载的连接三、三相负载的三角形连接又因为大多照明灯具额定电压都为220V，故照明电路一般应接成Y形，如图所示。上一页下一页返回结束一、对称负载星形连接的分析与计算二、对称负载三角形连接的分析与计算第六章三相正弦交流电路节目录第四节对称三相电路的分析与计算上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第4节直流电桥平衡条件在对称的三相电路中，各相负载的数值和性质是相同的，它们在对称三相电压作用下，产生的三相电流也一定是对称的，即每相负载的电流大小相等，相位互差120°，其相量图如图所示。一、对称负载星形连接的分析与计算相相相ZUIYYRXarctan上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第4节直流电桥平衡条件已知加在星形连接的三相异步电动机上的对称电源线电压为380V。若每相的电阻为6Ω，感抗为8Ω。求此时流入电动机每相绕组的电流及各线电流。解：一、对称负载星形连接的分析与计算3线相UU22XRZ因为由于电源电压对称，各相负载也对称，则各相电流应相等。举例3380V220228610所以ZUI相相10220A22相线IIA22上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第4节直流电桥平衡条件二、对称负载三角形连接的分析与计算负载三角形连接时，若三相负载对称，则各相的电流也是对称的，各相电流的数值均相同。根据欧姆定律知，它们的大小都等于各相的电压除以各相的阻抗，即：相相相ΔΔΔZUI各相负载电压与该相电流之间的相位差为RXarctan上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第4节直流电桥平衡条件将上例中电动机三相绕组改为三角形连接后，接入电源，其他条件不变。试求相电流、线电流的大小及相电压与相电流之间的相位差。解：二、对称负载三角形连接的分析与计算在三角形连接中，线电压等于相电压，因而ZUI相相ΔΔ举例22XRZ228610ZU线Δ10380A38相线ΔΔ3II383A66上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第4节直流电桥平衡条件二、对称负载三角形连接的分析与计算上例与本例中相应的相电流、线电流的比值：RXarctan2228YΔ相相II2266YΔ＝线线II68arctan10.5333结论：负载接成三角形的相电流是接成星形时相电流的倍；负载接成三角形时的线电流是接成星形时线电流的3倍。3上一页下一页返回结束一、三相电路的功率第六章三相正弦交流电路节目录第五节三相电路的功率二、应用举例上一页下一页返回结束第六章三相正弦交流电路第5节三相电路的功率1.一个三相电源发出的总有功功率等于电源每相发出的有功功率之和，一个三相负载接受（即消耗）的总有功功率等于每相负载接受（即消耗）的有功功率之和，即：一、三相电路的功率WVUPPPP