电工学讲义PPT讲稿.ppt
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1、电工学讲义第1页,共67页,编辑于2022年,星期日1.掌握三相电路的基本概念:对称电源、对称负载、掌握三相电路的基本概念:对称电源、对称负载、线电压线电压 相电流、线电流及其关系相电流、线电流及其关系2.能计算对称能计算对称/不对称三相电路的电流、电压,不对称三相电路的电流、电压,对称三相电路的功率对称三相电路的功率3.了解不对称三相电路的概念,掌握中线的作用。了解不对称三相电路的概念,掌握中线的作用。基基 本本 要要 求求第2页,共67页,编辑于2022年,星期日三相交流电路与三相交流电路与正弦交流电路从理论角度看:正弦交流电路从理论角度看:三相交流电路是复杂的正弦交流电路。三相交流电路是
2、复杂的正弦交流电路。因此两者分析方法相同因此两者分析方法相同-相量分析法、相量图法。相量分析法、相量图法。三相电路本身有特殊点:如三相电路本身有特殊点:如对称对称三相电路等。三相电路等。第3页,共67页,编辑于2022年,星期日ML1L2L3N380/220V常用低压供电的三相电源电压:常用低压供电的三相电源电压:380/220V工厂、企业用电:工厂、企业用电:三相电源三相电源单相电源单相电源家用电:家用电:单相电源单相电源L1、L2、L3-相线(俗称:火线)相线(俗称:火线),N-中线(零线或地线)中线(零线或地线)小常识小常识小常识小常识三相四线制三相四线制第4页,共67页,编辑于2022
3、年,星期日三相电源三相电源三相电是由三相发电机产生的三相电是由三相发电机产生的机座机座定子铁芯定子铁芯定子绕组定子绕组端盖端盖定子定子转子转子第5页,共67页,编辑于2022年,星期日三线圈空间位置各差三线圈空间位置各差120120o o定子定子定子铁芯由硅钢片叠加而成,内圆表面有槽,槽定子铁芯由硅钢片叠加而成,内圆表面有槽,槽内放置定子绕组,绕组与铁芯绝缘内放置定子绕组,绕组与铁芯绝缘.(尾端尾端尾端尾端)+U2U1V1V2W1W2(首端首端首端首端)+e1e2e3三相绕组共有首末三相绕组共有首末6个端头,首端用个端头,首端用U1,V1,W1表示,表示,末端用末端用U2,V2,W2表示,各绕
4、组相差表示,各绕组相差120端头引至接线盒的接线头上。端头引至接线盒的接线头上。U1U2e+_第6页,共67页,编辑于2022年,星期日转子由内燃机转子由内燃机,气轮机驱动气轮机驱动,上装转子绕组上装转子绕组,通以直流电通以直流电当磁极极面形状适当,可使定子与转子之间的气隙的磁当磁极极面形状适当,可使定子与转子之间的气隙的磁通密度呈通密度呈正弦状态分布,当转子以衡速转动,定子绕组正弦状态分布,当转子以衡速转动,定子绕组就感应出就感应出正弦电动势正弦电动势。转子转子(尾端尾端尾端尾端)+U2U1V1V2W1W2(首端首端首端首端)+e1e2e3第7页,共67页,编辑于2022年,星期日设:三相绕
5、组中感生出的电动势的瞬时值为:设:三相绕组中感生出的电动势的瞬时值为:e1,e2,e31)由于每相绕组的形状,匝数相同,由同一磁极旋转产生)由于每相绕组的形状,匝数相同,由同一磁极旋转产生 E1=E2=E3,E1m=E2m=E3m2)由于三相绕组以同一速度切割磁力线由于三相绕组以同一速度切割磁力线 三相电动势频率相等三相电动势频率相等 f=np/60 ,n为转子旋转速度为转子旋转速度,单位单位 r/min,p 为磁极对数为磁极对数,上图中为上图中为p=13)三相绕组在空间存在三相绕组在空间存在120相位差相位差三个电动势之间存在三个电动势之间存在相序。相序。三相电动势的特点三相电动势的特点大小
6、相等,频率相同,相位互差大小相等,频率相同,相位互差120第8页,共67页,编辑于2022年,星期日三个电动势到达正或负最大值的先后顺序称三相交流三个电动势到达正或负最大值的先后顺序称三相交流电的相序。一般规定:电的相序。一般规定:以以e1为参考,若为参考,若e2滞后滞后e1,e3滞后滞后e2即:即:12 3 顺相序顺相序即:即:1 3 2 逆相序逆相序不做说明,均指顺不做说明,均指顺相序相序三相交流电的相序三相交流电的相序以以e1为参考,若为参考,若e3滞后滞后e1,e2滞后滞后e3第9页,共67页,编辑于2022年,星期日其函数表示式及波形图为:其函数表示式及波形图为:在三相发电机中,三个
7、电动势的最大值和频率相同,在三相发电机中,三个电动势的最大值和频率相同,相位上互差相位上互差120,这样的电动势称,这样的电动势称三相对称电动势三相对称电动势。Em第10页,共67页,编辑于2022年,星期日相量式及相量图为:相量式及相量图为:第11页,共67页,编辑于2022年,星期日三相电源的接法三相电源的接法在三相制的电力系统中,电源的三个绕组不是独立向在三相制的电力系统中,电源的三个绕组不是独立向负载供电,而是按一定的方式连接起来,形成整体。负载供电,而是按一定的方式连接起来,形成整体。星形接法(星形接法(Y)三角形接法(三角形接法()W1L1U2V2L3L2W2NU1V1+_+_L1
8、L3L2+_W1U2V2W2U1V1第12页,共67页,编辑于2022年,星期日三相电源的星形接法三相电源的星形接法L1U2V2L3L2W2NU1V1W1+_+_第13页,共67页,编辑于2022年,星期日三相供电系统中三相供电系统中三相供电系统中三相供电系统中,最常用的是星形接法的四线制供电系统最常用的是星形接法的四线制供电系统最常用的是星形接法的四线制供电系统最常用的是星形接法的四线制供电系统特点特点1)三相绕组的三个末端连在一起,成为公共点,称为)三相绕组的三个末端连在一起,成为公共点,称为“中点中点”.从中点引出从中点引出“中线中线”2)从三相绕组首端)从三相绕组首端U1,V1,W1引
9、出引出相线相线相线对地有电压,又称相线对地有电压,又称“火线火线”.在低压系统中在低压系统中,中点通常接地,中点又称中点通常接地,中点又称“零点零点”,中线又称,中线又称“零线零线”。L1U2V2L3L2W2NU1V1+_+_中线中线中线中线(零线、地线零线、地线零线、地线零线、地线)端线端线端线端线(相线、火线相线、火线相线、火线相线、火线)W1第14页,共67页,编辑于2022年,星期日三相供电系统中三相供电系统中,还有星形接法的三线制供电系统:还有星形接法的三线制供电系统:不同之处不同之处中线不引出中线不引出中线不引出中线不引出L1U2V2L3L2W2U1V1+_+_W1第15页,共67
10、页,编辑于2022年,星期日相电压:相电压:线电压:线电压:相线与中线之间的电压,相线与中线之间的电压,1,2,3相线与相线之间的电压相线与相线之间的电压12,23,31PL图中所示正方向规定如下:图中所示正方向规定如下:相电压正方向选定为:自绕组始端指向末端相电压正方向选定为:自绕组始端指向末端相电压正方向选定为:自绕组始端指向末端相电压正方向选定为:自绕组始端指向末端线电压正方向选定为:线电压正方向选定为:线电压正方向选定为:线电压正方向选定为:如:如:如:如:1212则表示:则表示:则表示:则表示:L1L1L2L2+U2V2NL2L3L1+U1V1W2W1三相电源的星形联结中的电压三相电
11、源的星形联结中的电压三相电源的星形联结中的电压三相电源的星形联结中的电压第16页,共67页,编辑于2022年,星期日据据KVL:1=1,2=2,3=3,三相电动势对称三相电动势对称,三相相电压对称三相相电压对称相电压的特点相电压的特点三相电源星形连接中三相电压的三相电源星形连接中三相电压的三相电源星形连接中三相电压的三相电源星形连接中三相电压的 特点特点特点特点120012001200L3+NL2L1+U1=U2=U3=UP第17页,共67页,编辑于2022年,星期日线电压的特点线电压的特点L3+NL2L1+第18页,共67页,编辑于2022年,星期日线电压和相电压的关系线电压和相电压的关系3
12、0O第19页,共67页,编辑于2022年,星期日 同理:同理:第20页,共67页,编辑于2022年,星期日线电压与相电压的通用关系表达式:线电压与相电压的通用关系表达式:线电压与相电压的通用关系表达式:线电压与相电压的通用关系表达式:-为相电压为相电压 -为线电压为线电压在日常生活与工农业生产中,多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中,多数用户的电压等级为第21页,共67页,编辑于2022年,星期日当相电压对称,线电压也对称(互差当相电压对称,线电压也对称(互差120)。)。线电压的有效值是相电压的线电压的有效值是相电压的 3倍,倍,线电压超前相电压线电压超前相电压30 以相量图表示如下
13、:以相量图表示如下:小结小结第22页,共67页,编辑于2022年,星期日三相电源的三角形接法三相电源的三角形接法+L2L1L3本书中不作讲解本书中不作讲解第23页,共67页,编辑于2022年,星期日三相电路中负载的连接方式三相电路中负载的连接方式负载的两种接法负载的两种接法:星形接法星形接法L1L3L2 NZZZ三角形接法三角形接法L1L3L2ZZZ第24页,共67页,编辑于2022年,星期日三相负载的星形接法(三相负载的星形接法(Y)照明灯的额定电压照明灯的额定电压220V,要在电路中接入大量的照明负载,要在电路中接入大量的照明负载,需要将他们均匀地分布在电源各相之间,以使负载尽量平衡需要将
14、他们均匀地分布在电源各相之间,以使负载尽量平衡,通常将负载采用星形接法。通常将负载采用星形接法。电源电源电源电源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 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L2L2L1L1L3L3N N单相负载的一端单相负载的一端接在相线上,另接在相线上,另一端连在一起,一端连在一起,接在或不接在中接在或不接在中线上。线上。特点:特点:ZZZ第25页,共67页,编辑于2022年,星期日L1L2NZZZ星形接法中的三种电流星形接法中的三种电流L3线电流线电流(火线上的电流火线上的电流):相电流相电流(负载上的电流负载上的电流
15、):中线电流中线电流第26页,共67页,编辑于2022年,星期日 星形接法特点一星形接法特点一相电流相电流=线电流线电流*:零线电流零线电流L3L1L2NZZZ第27页,共67页,编辑于2022年,星期日L1L2NZ1Z2Z3星形接法中的两种电压星形接法中的两种电压L3相电压相电压(负载上的电压负载上的电压):+_线电压线电压(火线间的电压火线间的电压):+_+_+_第28页,共67页,编辑于2022年,星期日考虑三相电源的关系考虑三相电源的关系*线电压线电压=相电压相电压,线电压领先于相电压线电压领先于相电压3030o o.L1L3L2NZ1Z3Z2+_第29页,共67页,编辑于2022年,
16、星期日UIIpLzp&=负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法解题思路:解题思路:设已知线电压设已知线电压L1L3L2NZ1Z3Z2+_第30页,共67页,编辑于2022年,星期日例例1:已知三相负载:已知三相负载 R、L、C以及以及 三相线电压:三相线电压:求:各相、各线及中线电流求:各相、各线及中线电流LL3RL1 L2 NC(1 1)负载不对称时,各相单独计算负载不对称时,各相单独计算第31页,共67页,编辑于2022年,星期日解:解:1.相相电电压压线线电电压压LL3RL1 L2 NC第32页,共67页,编辑于2
17、022年,星期日3.3.中线电流中线电流2.2.相、线电流:相、线电流:p=L第33页,共67页,编辑于2022年,星期日例例 一一三相四线制供电,电压三相四线制供电,电压380V/220V,三相负载为白炽灯,三相负载为白炽灯,L1相相R1=11,L2相相R2=22 ,L3相相R3=44 ,求各电流。,求各电流。L1L2NR1R2R3L3+_+_+_第34页,共67页,编辑于2022年,星期日1=1/R1=220 0/11=20 0 A2=2/R2=220-120 /22=10 -120 A3=3/R3=220 120 /44=5 120 AN=1+2+3=13.2 -19.1 A各相负载不对
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