第四章三相交流电优秀课件.ppt

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1、第四章三相交流电第1页，本讲稿共45页第四章 三相交流电路 4.1 三相交流电源三相交流电源 4.1.1 三相电动势的产生三相电动势的产生 4.1.2 三相交流电源的连接三相交流电源的连接4.2 三相负载及三相电路的计算三相负载及三相电路的计算 4.2.1 星形接法及计算星形接法及计算 4.2.2 三角形接法及计算三角形接法及计算4.3 三相电路的功率三相电路的功率第2页，本讲稿共45页4.1 三相交流电源三相交流电源4.1.1 三相电动势的产生NSAXe在两磁极中间，放一个线圈。在两磁极中间，放一个线圈。根据右手定则可知，线根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，圈中产生感应电动势，其方向由

2、其方向由AX。让线圈以 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。第3页，本讲稿共45页一、三相交流电动势的产生U1U2V2W1V1W2SN定子转子定子中放三个线圈：U1 U2V1 V2W1 W2首端末端三线圈空间位置三线圈空间位置各差各差120o 转子铁心上绕有励磁转子铁心上绕有励磁线圈，通电后形成磁场线圈，通电后形成磁场并以并以 的速度旋转。三个的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。线圈中便产生三个单相电动势。第4页，本讲稿共45页二、三相电动势的表示式三相电动势的特征：三相电动势的特征：幅值相等，频率相同，相位互差幅值相等，频率相同，

3、相位互差120。1.三角函数式uU=UmsintuV=Umsin(t-120o)uW=Umsin(t+120o)第5页，本讲稿共45页2.相量表示式及相互关系120120120=-=1201200UUUUWUVUUUUUVwuvUWtu第6页，本讲稿共45页UU+UV+UW=0uU+uV+uW=0U-V-W 顺相序U-W-V 逆相序第7页，本讲稿共45页4.1.2 三相交流电源的连接一、星形接法UWVN 1.连接方式u UWuVu第8页，本讲稿共45页（中线）（火线）（火线）（火线）UWVN三相四线三相四线制供电制供电火线（相线）火线（相线）:UVW中线（零线）：中线（零线）：Nu WuuVU

4、第9页，本讲稿共45页 2.三相电源星形接法的两组电压相电压相电压：火线对零线间的电压。火线对零线间的电压。UWVN120120120三个相电压是对称的三个相电压是对称的UP代表电源相电压的有效值代表电源相电压的有效值WWNVVNU UNuuuuuu=-=1201200UPUPUPUWUVUUUWUUUVUuWuVuUNuVNuWNu第10页，本讲稿共45页线电压：火线间的电压。WUVN注意规定的正方向WUVWUVuuuUuVuWuUVuVWuWUuUWWUWVVWVUUVUUUUUUUUU-=-=-=第11页，本讲稿共45页线电压和相电压的关系：30()VUVUUVUUUUU-+=-=WUV

5、U-UUVUUVU=303UUVUU第12页，本讲稿共45页 同理：三个线电压也是对三个线电压也是对称的：大小相等，称的：大小相等，为相电压的为相电压的 倍，倍，相位领先对应的相相位领先对应的相电压电压30，互成，互成120相位差。相位差。=-=303UVUUVUUUU=-=-=30 330 3WUWWUVWVVWUUUUUUUUWUUWUUVUUUVWUVU第13页，本讲稿共45页线电压与相电压的通用关系表达式：-为电源的相电压 -为电源的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=30 3plUU pUlU第14页，本讲稿共45页星形接法UWV NZZZ4.2 三相负载及三相电路

6、的计算三相负载及三相电路的计算三角形接法UWVZZZ负载有两种接法负载有两种接法:第15页，本讲稿共45页UWVNZZZ相电流(负载上的电流)：4.2.1 三相对称负载星形接法及计算线电流(火线上的电流)：UuWuVuWNVNUNIII 、WVUIII 、WNiVNiUNiUiViWi第16页，本讲稿共45页 UWVNZZZ一、星形接法特点相电流=线电流*WNWVNVUNUIIIIII=UiWiViUNiVNiWNiplII=第17页，本讲稿共45页ZUIIZUIIWNWNWVNVNV=ZUIIUNUNU=*负载两端的电压等于电源的相电压负载两端的电压等于电源的相电压ACBNZZZUVUWUU

7、VWUUINIWIVIUNIVNIWNIUNUWNUVNU第18页，本讲稿共45页二、负载星形接法时的一般计算方法线电流、相电流线电流、相电流计算通式：计算通式：ACBNZZZUVUWUUVWUUINIWIVIUNIVNIWNIUNUWNUVNUZUIIppl=第19页，本讲稿共45页结论：三相电结论：三相电源对称，负载源对称，负载对称且对称且Y形连接，形连接，则三个线电流则三个线电流也是对称的。也是对称的。中线电流为中线电流为0V0=pUNUU-=120pVNUU=120pWNUU0=+=WNVNUNNIIII-=-=-=1201200ZUIIZUIIZUZUZUIIpWNWpVNVpPUN

8、UNU第20页，本讲稿共45页例：三相电源，三相对称负载，Y型接法，每相求：每相负载中的电流及各线电流相量。解：解：设=0220UNU-=120220VNU=120220WNUA1.53441.5350220-=ZUIIUNUNU第21页，本讲稿共45页A1.5344-=UNUIIA1.173441201.5344-=-=VNVIIA9.66441201.5344=+-=WNWII第22页，本讲稿共45页1.负载不对称时，各相单独计算。如：已知：三相负载 R、L、C 以及 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 WRU V NLCUIUNINIVIWIVNIWNI=-=1

9、20 120 0lWUlVWlUVUUUUUU第23页，本讲稿共45页解：(1)相电压线电压 WRU V NLCUIUNINIVIWIVNIWNI=-=120 120 0lWUlVWlUVUUUUUU=30 3plUU=-=-=-=-=-=903130 311503130 31303130 31lWUWNlVWVNlUVUNUUUUUUUUU第24页，本讲稿共45页令：则相电压为：则相电压为：WRU V NLCUIUNINIVIWIVNIWNI=-=-=-=-=90903115015031303031PlWNPlVNPlUNUUUUUUUUU第25页，本讲稿共45页(2)相电流 WRU V N

10、LCUIUNINIVIWIVNIWNI-=30RURUIPUNUN-=-=240150LPLPLVNVNXUjXUjXUIo=-=-=18090CPCPCWNWNXUjXUjXUI第26页，本讲稿共45页(3)中线电流(4)相量图相量图WVUNIIII+=-=-=18024030CPWNLPVNPUNXUIXUIRUIVNIUNIWNIWNUUVUUNUVWUVNUWUUNI第27页，本讲稿共45页2.负载对称时，只需计算一相。如：则：据此可直接得出另两相电流：（中线电流为0）3.负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相 有效值即可。=ZZZZWVUUUNUNIZUI=-=120120UNW

11、WNVNVVNIIIIII0=+=WVUNIIIIWNUUNUWIVIUIVNU第28页，本讲稿共45页负载对称时问题及讨论零线是否可以取消？答：答：Y形连接，三相完全对称时，零线可以取形连接，三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制。消。称为三相三线制。UWVZZZ)(ZZZZWVU=0=+=WVUNIIIIUeWeVe第29页，本讲稿共45页三相三线制供电时，若各相负载不相等，将如何？U求：各相负载电流。求：各相负载电流。已知：每盏灯的额定值为每盏灯的额定值为:220V、100WWINNWVUIVIWEVEUE-=-=240220 120220 0220WVUEEE第30页，本讲稿共4

12、5页用节点电位法NNWVUIVIWEVEUEUWIRRRRNNUVWUEUIVEVIWEEI第31页，本讲稿共45页 每盏灯为220V、100W、代入R值得：RRRRNNUVWUEUIVEVIWEEIRRRRRRUN21121202201202200220+-+=V 12055=NUUIVIWI第32页，本讲稿共45页应用实例-照明电路ACB.一组二组三组N 正确接法正确接法:每组灯相互并联每组灯相互并联,然后分别接至各然后分别接至各相电压上。设电相电压上。设电源电压为：源电压为：每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可得到额得到额定的工作电压定的工作电压220

13、V。能否取消中线能否取消中线？第33页，本讲稿共45页关于零线的结论 负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。三相制供电，而且必须保证零线可靠。中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压

14、。为了确保零线在运行中不断开，其上不等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。允许接保险丝也不允许接刀闸。第34页，本讲稿共45页4.2.2 三角形接法及计算UWV特点特点：负载的相电压负载的相电压=电源的线电压电源的线电压UiWUuUVuVWuViWiUViWUiVWilpUU=负载第35页，本讲稿共45页各电流的计算每相负载电流线线电电流流WUWUWUVWVWVWUVUVUVZUIZUIZUI=iUWVZUVZVWZWUUViWiUVuVWuWUuUViWUiVWiVWWUWUVVWVWUUVUIIIIIIIII-=-=-=第36页，本讲稿共45页（2）负载

15、对称时（）负载对称时（ZUV=ZVW=ZWU=Z），），各相电流有各相电流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值为：。有效值为：（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。UWVZUVZVWZWUUViWiUVuVWuWUuUViWUiVWiZUIIIIlPWUVWUV=第37页，本讲稿共45页同理：设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系UVW=0lUVUUWUUVUIII-=-=303UVUII-=-=303303WUWVWVIIIIUIWUIUVIWUUVWUUVUWIVIUIW

16、UIUVIVWIWUI-第38页，本讲稿共45页负载对称时三角形接法的特点UWV负载对称三角负载对称三角形接法，负载形接法，负载两端的电压等两端的电压等于电源的线电于电源的线电压；线电流是压；线电流是相电流的相电流的 倍，倍，相位落后对应相位落后对应的相电流的相电流30。WUuUVuVWuUiViWiUViWUiVWilpUU=负载-=303plII第39页，本讲稿共45页负载对称时：4.3 三相电路的功率三相电路的功率三相总有功功率：由负载性质决定星形接法时：三角形接法时：4.3.1 三相电路的功率的计算三相电路的功率的计算UP、IP代表负载上的相电压和相电流代表负载上的相电压和相电流WVU

17、PPPP+=第40页，本讲稿共45页有功功率：无功功率：视在功率：在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：第41页，本讲稿共45页三相交流电路的小结（1）-三相电源三相四线制UWVN三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。UeVeWe第42页，本讲稿共45页三相交流电路的小结(2)-三相负载星形负载三角形负载UWVNZZZUWVZZZ第43页，本讲稿共45页三相交流电路的小结(3)-三相电路计算负载形接法对称负载时：各相电压、电流单独计算。负载不对称时：负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。三相电路的计算要特别注意相位问题。负载Y形接法对称负载时：o303=PlPlUUIIlPPlUUIIo=-=303第44页，本讲稿共45页三相交流电路的小结(4)-三相功率计算三相总功率：负载对称时：和接法无关WVUPPPP+=第45页，本讲稿共45页