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电子电工学第五章知识点本讲稿第一页，共十二页相量式相量式相量图相量图E1 E2 1200E3 12001200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 0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120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三个正弦交流电动势满足以下特征(尾端尾端)+e1e2e3U2U1V1V2W1W2(首端首端)+发电机三相绕组的连接发电机三相绕组的连接可以接成三个单相电路，但不经济。可以接成三个单相电路，但不经济。可以接成三个单相电路，但不经济。可以接成三个单相电路，但不经济。本讲稿第二页，共十二页2.三相电源的星形联结三相电源的星形联结+NL2L3L1e1+e3+e2+(1)联接方式联接方式中性线中性线(零线、地线零线、地线)端线端线(相线、火线相线、火线)(在低压系统在低压系统,中性点通常接地，中性点通常接地，所以也称地线。所以也称地线。)相电压相电压：端线与中性线间的电压：端线与中性线间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,Up,Ul由相量图可得由相量图可得同理同理同理同理相量图相量图(2)线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系3.三相电源的三角形联结三相电源的三角形联结+L2L1L3本讲稿第三页，共十二页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 Z1 =Z2 =Z3（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：Z1=Z2=Z3 （如如三相电动机）三相电动机）单相负载：只需一相电源供电单相负载：只需一相电源供电(照明负载、家用电器等照明负载、家用电器等)负载负载三相负载：需三相电源同时供电三相负载：需三相电源同时供电(三相电动机等三相电动机等)三相负载的联接也有三相负载的联接也有 Y和和 两种接法。两种接法。5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路1.三相负载三相负载 2.负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路线电流：线电流：流过端线的电流流过端线的电流相电流：相电流：流过每相负载的电流流过每相负载的电流结论：负载结论：负载 Y联结时，线电流等于相电流联结时，线电流等于相电流(1)联结形式联结形式中线电流：中线电流：流过中性线的电流流过中性线的电流(2)负载负载Y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4)4)中线电流中线电流结论：结论：负载负载 Y 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本讲稿第四页，共十二页结论：结论：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。负载对称时，负载对称时，三相电流也对称，三相电流也对称，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。(3)对称负载对称负载Y 联结三相电路的计算联结三相电路的计算若若R1=R2=R3=5 ，求线电流及中性线电流，求线电流及中性线电流 IN;若若R1=5 ,R2=10 ,R3=20 ,求线电流及中性线电流求线电流及中性线电流 IN。负载为电灯组，负载为电灯组，解：解：已知：已知：三相对称三相对称例例1：一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压：一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压三相负载不对称三相负载不对称本讲稿第五页，共十二页解解:(1)L1相短路相短路1)中性线未断中性线未断：A相电流很大相电流很大,A相熔断丝熔断相熔断丝熔断,而而 B相和相和C相相电压仍为相相电压仍为220V,正常工作。正常工作。(1)L(1)L1 1相短路相短路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。(2)L(2)L1 1相断路相断路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。例例2：照明系统故障分析，：照明系统故障分析，在上例中，试分析下列情况在上例中，试分析下列情况2)中性线断开中性线断开:负载中性点负载中性点N即为即为L1,负载各相电压为负载各相电压为 L2相和相和L3相的电灯组承受电压都超过额定电压（相的电灯组承受电压都超过额定电压（220V)，这是不允许的。，这是不允许的。(2)L1相断路相断路 2)中性线断开：中性线断开：L2、L3相灯仍承受相灯仍承受220V电压电压,正常工作。正常工作。1)中性线未断：中性线未断：变为单相电路，由图可求得变为单相电路，由图可求得结论：结论：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,三相负载的相电压不对称。三相负载的相电压不对称。2.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。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。习题习题:求例求例1电路的中性线断开时负载的相电压及相电流。电路的中性线断开时负载的相电压及相电流。本讲稿第六页，共十二页1.联结形式联结形式线电流线电流:流过端线的电流流过端线的电流相电流相电流:流过每相负载的电流流过每相负载的电流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(2)相电流相电流(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一般电源线电压对称，因此负载相电压对称一般电源线电压对称，因此负载相电压对称,即即U12=U23=U31=Ul=UP2.分析计算分析计算(3)线电流线电流负载对称时负载对称时,相电流对称，即相电流对称，即线电流也对称，即线电流也对称，即 线电流比相应的相电流滞后线电流比相应的相电流滞后30。本讲稿第七页，共十二页三相负载连接原则三相负载连接原则（1）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；（2）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。L L1 1L L2 2电源电源电源电源L3保险丝保险丝保险丝保险丝三相四线制三相四线制380/220380/220伏伏N N 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，也可以联结成三角形，而照明负载一般都联结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）。成星形（具有中性线）。本讲稿第八页，共十二页无论负载为无论负载为 Y 或或联结，每相有功功率都应为联结，每相有功功率都应为Pp=Up Ip cos p对称负载对称负载 联结时：联结时：对称负载对称负载Y联结时：联结时：当负载对称时：当负载对称时：P=3Up Ipcos p所以所以总有功功率为总有功功率为 P=P1+P2+P35.4 三相功率三相功率同理：同理：无论负载为无论负载为 Y 或或联结，每相无功功率都应为联结，每相无功功率都应为Qp=Up Ip sin p总无功功率为总无功功率为 Q=Q1+Q2+Q3当负载对称时当负载对称时表观功率表观功率 S=S1+S2+S3当负载对称时当负载对称时本讲稿第九页，共十二页例例1: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,等效感抗等效感抗XL=21.8,试求下列两种情况下电动机的相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：电流、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。解解:(1)(2)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；当电电动机的绕组应联结成星形；当电源电压为源电压为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、相电流以及功率都未改变，仅三角形联结情况下的线相电压、相电流以及功率都未改变，仅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电流比星形联结情况下的线电流增大 倍。倍。本讲稿第十页，共十二页例例2:三相对称负载星形联接，接至线电压三相对称负载星形联接，接至线电压380V的三相电源上。其电流为的三相电源上。其电流为10A，功率为，功率为5700W。求负载的。求负载的功率因数，各相负载的等效阻抗，电路的无功功率和表观功率。功率因数，各相负载的等效阻抗，电路的无功功率和表观功率。解解:例例3:三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，三相功三相功 率率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。Z Z3131AAAS S1 1S2Z12Z23L L3 3L L1 1L L2 2或：或：P=I 2R P=UIcos tg =XL/R解：解：1)本讲稿第十一页，共十二页2)流过电流表流过电流表 A、C 的电流变为相电流的电流变为相电流 IP，流过电流表，流过电流表B 的电流仍为线电流的电流仍为线电流IL。I1=I3=10A I2 =17.32 A因为开关因为开关S S均闭合时，均闭合时，每相有功功率每相有功功率 P=1.5 kW当当 S1合、合、S2断时，断时，Z12、Z23 的相电压和相电流不变，则的相电压和相电流不变，则P12、P23不变。不变。P=P12+P23=3 kW3)3)变为单相电路变为单相电路 I31 仍为相电流仍为相电流 IP，I12 变为变为 1/2 IP。I1=I3=10+5=15A I12 变为变为 1/2 IP，所以所以 L12、L23 相的功率变为原来的相的功率变为原来的1/4。P=1/4 P12+1/4 P23+P31=0.375 W+0.375 W+1.5 W=2.25 kW I I2 2=0=0习题：习题：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，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不变，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，这又是什么原因电灯还暗些，这又是什么原因？当当P处断开时处断开时,二、三层楼的灯串联接二、三层楼的灯串联接380V 电压电压,所所以以亮度变亮度变暗暗,但一层楼的灯仍承受但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不变。电压亮度不变。因为因为三楼灯多于二楼灯即三楼灯多于二楼灯即 R R3 3 R R2 2,所以三楼灯比所以三楼灯比二楼灯暗。二楼灯暗。本讲稿第十二页，共十二页
