电工学-电子技术(-第七版-秦增煌)课件-第5章ppt.ppt

下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页+eAeBeCXABYCZ+ +_eeAX定子定子转子转子ZAXYNSC-+B下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页铁心铁心（作为导磁路经）（作为导磁路经）三相绕组三相绕组: 直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁定子定子转子转子发电机结构发电机结构tEe sinmA )120sin(mB tEe )120sin(mC tEe EEE 0A)23j21(120B EEE)23j21(120C EEE下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页对称三相电动势的瞬时值之和为对称三相电动势的瞬时值之和为 00CBA eee即：即：0CBA EEE或或三个正弦交流电动势满足以下特征三个正弦交流电动势满足以下特征下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(1) 联接方式联接方式中性点中性点CBAUUU、CABCABUUU、UpCU+BU+AU、UlXYZNBCAeA+eC+eB+ABU+BCU+CAU下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页BAABUUU CBBCUUU ACCAUUU 由相量图可得由相量图可得 30BU ABUAUCUBUAXYZNBCeA+eC+eB+CU+BU+AUABU+BCU+CAU303AABUU 303PU 30LU 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 p 相电压相电压线电压线电压 时时结结结论：电源结论：电源形联形联UUl 且超且超线电压线电压形联结时形联结时结论：电源结论：电源,3,Y PUUl 。三三相相线线电电压压也也是是对对称称的的前前相相应应的的相相电电压压 ,30+BACABUCAUBCUBCU 90903303LPBBCUUUU 1501503303LPCCAUUUU下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页短路短路+EAAeCeBeXYZBC问题讨论问题讨论+-EEE直流电源串接不行，直流电源串接不行，三相交流电源可以，三相交流电源可以， 为什么？为什么？下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页AAeCeBeXYZBC AeBeCe三相交流电源中三个电源可以串接的原因：三相交流电源中三个电源可以串接的原因：三相电源的电压在任何瞬间相加均为零。三相电源的电压在任何瞬间相加均为零。Em下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页C三相四线制三相四线制380/220380/220伏伏 额定相电压为额定相电压为220伏的单相负载伏的单相负载 额定线电压为额定线电压为380伏的三相负载伏的三相负载下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页NICBAIII、aI+ZBZCZAAUBUCU+AIBICIN 电源中性点电源中性点N 负载中性点负载中性点下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页PL3UUPLII Y 联结时：联结时：CBANIIII CCCBBBAAA ZUIZUIZUI AIBICINIaI+ZBZCZAAUBUCU+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页负载对称时负载对称时,中性线无电流中性线无电流,可省掉中性线。可省掉中性线。0CBAN IIII中中线线电电流流CBAZZZ 因因为为三三相相电电压压对对称称，且且所以负载对称时，所以负载对称时，三相电流也对称。三相电流也对称。P3LUU 负负载载对对称称无无中中性性线线时时 负载对称时，负载对称时，只需计算一相电只需计算一相电流，其它两相电流，其它两相电流可根据对称性流可根据对称性直接写出。直接写出。AIBICINI+ZBZCZAAUBUCU+A15010A9010 A3010CBA III可可知知：如如：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例1 1：N+BICIAINIAUBUCUN RARBRCACB若若RA=RB= RC = 5 ，求线电流及中性线电，求线电流及中性线电若若RA=5 , RB=10 , RC=20 ,求线电流及求线电流及 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压源线电压 。 负载为负载为V)30314sin(2380AB tu电灯组，电灯组，流流 IN ;中性线电流中性线电流 IN 。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页中性线电流中性线电流0CBAN IIII解：解： 已知：已知：V30380AB UN+BICIAINIAUBUCUN RARBRCACBV0220A U A044A50220AAA RUI(1) 线电流线电流 三相对称三相对称A12044B IA12044C I下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页BNiAiCBNZAZBZCCiANiCNiCeceBeAe+- -N设设N为参考点，由结点电压法：为参考点，由结点电压法：(2) 三相负载不对称三相负载不对称下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页00111NNNNCBACCBBAANNUUZZZZUZUZUU负载不对称：负载对称：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页AUBUCUNNNUANUBNUCNUAUBUCUAIBICINI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页N+BICIAINIAUBUCUN RARBRCACB下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2) 三相负载不对称三相负载不对称（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分别计算分别计算各线电流各线电流中性线电流中性线电流A12011A20120220CCC RUIA12022A10120220BBB RUIA1929 A12011A12022A044CBAN IIIIA044A50220AAA RUI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解解: (1) 中性线未断中性线未断 C下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 此时负载中性点此时负载中性点V380,V380,0,0CACBBABAA UUUUUUUUC C+AU BU CU 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 B、C相灯仍承受相灯仍承受220V电压电压, 正常工作。正常工作。A7 .120210380CBBC RRUIV127107 .12BB IR UV254207 .12CC IR UIBC+ C下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页则节点电压则节点电压NN RBRC.RA+AIBICIAUBUCUAU BU CU NU设设,V0220A UCBACBACCBBAA111201202201012022050220111RRRRRRRURURUUN A193 .85A)2 .27j6 .78( V131288NCC UUUV0249NBB UUUV0144NAA UUU下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页可见：可见： 1. 不对称三相负载做星形联结且无中性线时不对称三相负载做星形联结且无中性线时, 三相三相负载的相电压不对称。负载的相电压不对称。 2. 照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。 A08 .28A511144AAA RUIA13994.24A101394 .249BBB RUIA1314 .14A20131288CCC RUI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页5.3 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路CBAIII、ABIBCICAIZABZBCZCAACB+CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2) 相电流相电流ABABABZUI BCBCBCZUI CAACAZUIC (1) 负载相电压负载相电压=电源线电压电源线电压即即: UP = UL即即ZABZBCZCAACB+CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI相电流：相电流：CABCABIII、线电流：线电流： CBAIII、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页相量图相量图IBCIABIUBCUABUCA30负载对称时负载对称时, AICAI IBIC(3) 线电流线电流。3030且落后相应的相电流且落后相应的相电流(相电流),(相电流),3 3线电流线电流联接时联接时对称负载对称负载 : :结论结论 P IIl由相量图可求得由相量图可求得CAABAIII ABBCBIII BCCACIII ZUIIIIP PCABCABRXarctanCABCAB lIIII CBAPP330cos2IIIl 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页负载的额定电压负载的额定电压 = 电源的线电压电源的线电压应作应作 联结联结负载的额定电压负载的额定电压 = 电源线电压电源线电压31应作应作 Y 联结联结 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页llIIUU31 ,pp 对称负载对称负载 联结时：联结时： PPPPcos3cos3 llIUIUP 同理同理ppppsin3 sin3 llIUIUQ llIIUU pp ,31对称负载对称负载Y联结时：联结时：相电压与相相电压与相电流的相位差电流的相位差当负载对称时：当负载对称时：P = 3Up Ipcos pLLPP223 3 IUIUQPS 所以所以下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页正误判断正误判断ZUIll BAABAZZUI BAABAZZUI ZUIlP P3IIl PUUl P3UUl ZUIPP AIBICINIaI+ZBZCZAAUBUCU+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页AAB3ZUIA Wcos23202203803 PWcos53202203803 P Wcos53202202203 P 正误判断正误判断AABA330ZUI AABA330ZUI 5320V30380ABZU三相负载对称三相负载对称已知：已知：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 有一三相电动机有一三相电动机, 每相的等效电阻每相的等效电阻R = 29 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 试求下列两种情况下电动机的相电流、试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于绕组联成星形接于UL =380 V的三相电源上的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于绕组联成三角形接于UL=220 V的三相电源上。的三相电源上。例例1:解解: (1)A1 . 6A8 .212922022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322LL IUPWk2 . 38 . 01 . 63803 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3LL IUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)A5 .103PL II 比较比较(1), (2)的结果的结果: 有的电动机有两种额定电压有的电动机有两种额定电压, 如如220/380 V。当电源电压为当电源电压为380 V时时, 电动机的绕组应联结成星形；电动机的绕组应联结成星形；当电源电压为当电源电压为220 V时时, 电动机的绕组应联结成三角形电动机的绕组应联结成三角形。在三角形和星形两种联结法中在三角形和星形两种联结法中, 相电压、相电流相电压、相电流以及功率都未改变以及功率都未改变，仅，仅三角形联结情况下的线电流三角形联结情况下的线电流比星形联结情况下的线电流增大比星形联结情况下的线电流增大 倍倍。3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例2:C ZYR 线电压线电压Ul为为380 V的三相电源上，接有两组对称的三相电源上，接有两组对称三相电源：一组是三角形联结的电感性负载，每相三相电源：一组是三角形联结的电感性负载，每相阻抗阻抗 ; 另一组是星形联结的电阻性另一组是星形联结的电阻性负载，每相电阻负载，每相电阻R =10 , 如图所示。试求：如图所示。试求：(1)各组负载的相电流；各组负载的相电流；(2) 电路线电流；电路线电流；(3) 三相有功功率。三相有功功率。 373 .36Z设设解：解：V0380AB UV30220A U则则下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示 A37-47.10A3736.30380ABAB ZUI A03-22YAYA RUI A6713.1803-37347.10A I A7 .463830226713.18YAAA III下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页AUABUAYI AIAIWk4 . 2144809546W223803W8 . 013.183803cos3cos3YLLLLY IUIUPPP-30o-67o-46.7o下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 三相对称负载作三角形联结，三相对称负载作三角形联结，UL =220V，当，当S1、 S2 均闭合时，各电流表读数均为均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率，三相功率 P = 4.5 kW，试求，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗；每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、合、S2断开时断开时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P； 3) S 1断、断、S 2闭合时闭合时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P。例例3：AAAS2ZABZBC下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页或：或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R 223/32.17220PPIUZLL3cosIUP 68. 0 1568. 022cos ZR 1 .16733. 022sin ZXL 解：解：(1) 由已知条件可求得由已知条件可求得AAAS2ZABZBC下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 IA=IC =10A IB =17.32 A因为开关因为开关s s均闭合时均闭合时 当当 1合、合、2断时，断时，ZAB、ZBC 的相电压和相电流不的相电压和相电流不变，则变，则PAB、PBC不变。不变。AAA下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页IB = 0A I1I2 P = 1/4 PAB+ 1/4 PBC +PCA = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kWAAAS1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页AIA1IA2IPU+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页AIA1IA2IPU+A605 . 02204070A2 IA6046.25 A5 .464 .30A2A1A IIIA012206030A1 IA01818. 8 VU .设设 =220 0下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因这又是什么原因？P 三三层层二层二层CU+一层一层下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 (2) 当当P处断开时，二、三层楼的灯串联接处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压，电压，所所以以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不电压亮度不变。变。(3) 因为因为三楼灯多于二楼灯即三楼灯多于二楼灯即 , 所以三楼灯比所以三楼灯比二楼灯暗。二楼灯暗。P 三层三层二层二层一层一层CU+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页相序指示器相序指示器 三相交流电动势出现最大值三相交流电动势出现最大值 的先后顺序称为三相电源的相序。的先后顺序称为三相电源的相序。 A - B - C 称为顺相序称为顺相序 A - C - B 称为逆相序称为逆相序 将相序指示器接至三相电源将相序指示器接至三相电源 上，便可测出相序：上，便可测出相序： 假设电容假设电容C接的是接的是A相，相，则则 L1、L2 较亮者为较亮者为B相，另一相为相，另一相为C相。相。C R相序指示器相序指示器L1L2RR=1/(C)对称吗？对称吗？下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页证明：证明：ABNiAiCBNZAZBZCCiANiCNiCeceBeAe+- -N下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页CBACCBBAANNZZZZUZUZUU111下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页0001201200pCpBpAUUUUUU则设：RRjRRURUjRUUpppNN11111201120100下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页消去消去 并代入并代入且且 ，则上式可以简化为：，则上式可以简化为：R1VUp220jj16 . 02 . 0220jUNN由由KVL有有 466. 13 . 02206 . 02 . 02321jjUjUUUUppNNBb下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页即即 VUjjUjUUUUVUCppNNCCb88220266. 03 . 0266. 13 . 02206 . 02 . 02321329220466. 13 . 02222灯很亮灯很亮灯很暗灯很暗下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页触电事故触电事故 触电：指人体接触带电体时，电流流经人体造成的伤害。触电：指人体接触带电体时，电流流经人体造成的伤害。触电事故又分为：直接接触触电和间接接触触电。触电事故又分为：直接接触触电和间接接触触电。 1. 直接触电直接触电L3R0L2L1N图图 4.5.1 单线触电单线触电L3R0L2L1N图图 4.5.2 两线触电两线触电下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 间接触电间接触电 是指人体接触到正常情况下不带电是指人体接触到正常情况下不带电, ,仅在事故下才带电仅在事故下才带电的部分而发生的触电事故。的部分而发生的触电事故。 电击电击: : 电流通过人体内部电流通过人体内部, ,影响呼吸系统、心脏和神经影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。 电伤电伤：电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体：电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体表面或外部造成的局部伤害。表面或外部造成的局部伤害。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页触电防护触电防护( (一一) )安全电压安全电压 常规环境下常规环境下: :交流电压为交流电压为 50 V直流电压为直流电压为 120 V我国规定的工频安全电压额定值分别为我国规定的工频安全电压额定值分别为: : 42 V、36 V、24 V、12 V 和和 6 V 。 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页( (二二) )保护接地和保护接零保护接地和保护接零接地装置接地装置一般要求接地电阻一般要求接地电阻44。M接地线接地线接地体接地体1. 接地接地:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页接地分为两种接地分为两种: : 工作接地工作接地:为保证电力设备和设备达到正常工作要求而为保证电力设备和设备达到正常工作要求而 进行的接地。进行的接地。 如如:电源中性点接地电源中性点接地,防雷装置接地等。防雷装置接地等。 保护接地保护接地:为保证人身安全为保证人身安全,防止间接触电防止间接触电,而将设备的外而将设备的外 壳可导电金属部分接地。壳可导电金属部分接地。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 保护接地和保护接零保护接地和保护接零 IT系统系统 电源中性点不接电源中性点不接地的三相三线制供电地的三相三线制供电系统系统,电器设备的金属电器设备的金属外壳接地。外壳接地。也称为保护接地。也称为保护接地。MRdL3L2L1图图 4.6.1 IT 系统系统下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 TN系统系统 电源中性点接地电源中性点接地的三相四线制供电系的三相四线制供电系统电器设备的金属外统电器设备的金属外壳与零线相连。壳与零线相连。也称为保护接零。也称为保护接零。系统分为系统分为:TN-C (PE 和和 N 共用共用)TN-S (PE 和和 N 完全分开共用完全分开共用)TN-C-S (PE 和和 N 部分共用部分共用)(PE)三相五线制三相五线制N(PE)MR0L3L2L1图图 4.6.2 TN 系统系统下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 TT系统系统 电源中性点接地电源中性点接地的三相四线制供电系的三相四线制供电系统电器设备的金属外统电器设备的金属外壳与地线相连。壳与地线相连。也称为保护接地。也称为保护接地。MR0L3L2L1RdNIdUdU0R0Rd=故障电流故障电流 Id =UpRd+R0图图 4.6.3 TT 系统系统下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 注意注意: 在同一供电系统中在同一供电系统中, TN 和和 TT 系统应尽量不系统应尽量不同时使用同时使用,否则会降低其安全性。否则会降低其安全性。例如例如: Up = 220 V, Rd = R0 = 4 Ip = 27.5 A 问问: :低压供电系统保护接零应用在下列那种系统中低压供电系统保护接零应用在下列那种系统中? ? 低压供电系统保护接地应用在下列那种系统中低压供电系统保护接地应用在下列那种系统中? ? 中点接地的三相四线制。中点接地的三相四线制。 中点不接地的三相三线制。中点不接地的三相三线制。 三相四线制或三相三线制。三相四线制或三相三线制。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页（三）漏电开关（三）漏电开关1. 作用作用：主要用于低压供电系统，当被保护的设备出现故障：主要用于低压供电系统，当被保护的设备出现故障 时，故障电流作用与保护开关，若该电流超过预定值，时，故障电流作用与保护开关，若该电流超过预定值， 变会使开关自动断开，切断供电电路。变会使开关自动断开，切断供电电路。2. 漏电开关的选择漏电开关的选择 ：若用于保护人若用于保护人: 动作电流动作电流 30 mA 以下。以下。 漏电动作时间漏电动作时间 0.1 s 以下。以下。若用于保护线路若用于保护线路: 动作电流动作电流 30100 mA 以下。以下。 漏电动作时间漏电动作时间 0.20.4 s 以下。以下。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页静电防护静电防护（一）（一）静电的形成静电的形成1. 摩擦起电摩擦起电;2. 破断起电破断起电;3. 感应起电。感应起电。( (二二) )静电防护静电防护方法方法: 1. 限制静电的产生限制静电的产生; 2. 防止静电的积累防止静电的积累;3. 控制危险的环境控制危险的环境 。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电气防火和防爆电气防火和防爆主要原因主要原因: 1. 电气设备使用不当电气设备使用不当 ; 2. 电气设备发生故障。电气设备发生故障。预防措施预防措施: 1. 合理选用电气设备合理选用电气设备防爆电器防爆电器; 2. 保持电气设备正常运行保持电气设备正常运行; 3. 保持必要的安全距离保持必要的安全距离; 4. 保持良好的通风保持良好的通风; 5. 装备可靠的基地装置装备可靠的基地装置; 6. 采取完美的组织措施。采取完美的组织措施。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页防爆开关防爆开关防爆电机防爆电机防爆灯防爆灯下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页防静电手套防静电手套防静电服装防静电服装防静电鞋防静电鞋防静电工具箱防静电工具箱下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页漏电开关漏电开关