《电路理论教学课件》第12章-三相电路.ppt
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1、第第1111章章 三相电路三相电路11-1 11-1 三相电路的电源三相电路的电源 11-2 11-2 三相电路的连接三相电路的连接 11-3 11-3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算 11-4 11-4 不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念 11-5 11-5 三相电路的功率三相电路的功率 111-1 11-1 三相电路的电源三相电路的电源1.三相电路电源的产生三相电路电源的产生三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图NSI AZBXCY通常由三相同步发电机通常由三相同步发电机产生,三相绕组在空间互差产生,三相绕组在空间互差120120o o,当当转子以均匀角速度子以均匀角速度 转
2、转动时,在三相绕组中产生感应动时,在三相绕组中产生感应电压,从而形成对称三相电源。电压,从而形成对称三相电源。23(1)电源电压的参考方向)电源电压的参考方向A X B Y C Z首端首端末端末端AXuABYuBCZuC4(2)三相电源电压的表示)三相电源电压的表示 瞬时值瞬时值波形图波形图uuAuB tuCO5相量相量相量图相量图AUBUCU120120120设设ACUaUU=0120ABUaUU20120=-=00=UUACUU=0120BUU0120-=00=UUA6相序:相序:三相电源中各相电源经过同一值三相电源中各相电源经过同一值(如最大值如最大值)的先后顺序的先后顺序正序正序(顺序
3、顺序):ABCA负序负序(逆序逆序):ACBABCABCA相序的实际意义:对三相电动机,如果相序反了,就会反转。相序的实际意义:对三相电动机,如果相序反了,就会反转。如果不加说明,一般都认为是正相序。如果不加说明,一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转72.对称三相电源的特点对称三相电源的特点CUAUBUBUAU+811-2 三相电路的连接三相电路的连接一一.电源的两种连接方式电源的两种连接方式1.星形连接星形连接(Y)把三个绕组的末端把三个绕组的末端X、Y、Z接在一起,把始端接在一起,把始端 A(黄黄)、B(绿绿)、C(红红)引出来引出来。A+X+BCYZABCN+
4、ANX+BY+CZ(1)连接方式)连接方式9端线端线(火线火线):从从3个个电源的正极性端子电源的正极性端子A,B,C 向外引出的导线向外引出的导线。几个概念:端线、中线、线电压、相电压、线电流、相电流几个概念:端线、中线、线电压、相电压、线电流、相电流 A+X+BCYZABCN中线中线:中性点中性点N引出线引出线(接地时称地线接地时称地线)。线电压线电压:端线与端线之间的电压。端线与端线之间的电压。记为记为:相电压相电压:每相电源每相电源(负载负载)的电压。的电压。Y接接: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:流过每相电源流过每相电源(负载负载)的电流。的电流。Y接接:1
5、0下标按相序下标按相序(正序正序)来标来标BUAUCUBU-ABU30(2)线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系如图从相量图上直观如图从相量图上直观 的计算线、相电压关系的计算线、相电压关系11Y Y形形连接接线、相、相电压间的的结论:(1)(1)相电压对称,则线电压也对称;相电压对称,则线电压也对称;(3)(3)线电压相位超前线电压相位超前对应对应相电压相电压3030o o。所谓的所谓的“对应对应”:即对应相电压用线电压的:即对应相电压用线电压的 第一个下标字母标出。第一个下标字母标出。122.三角形连接三角形连接()(1)连接方式)连接方式:三个绕组始末端顺序相接。三个绕组始末端顺序相
6、接。AXuA(UA)BYuB(UB)CZuC(UC)AAUCUBUXYZBC+-13(2)线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系显然有显然有 即线电压等于对应的相电压即线电压等于对应的相电压思考:三个电源串联起来在内部会产生环流吗?思考:三个电源串联起来在内部会产生环流吗?14连接正确:连接正确:I=0,联接电源中不会产生环流联接电源中不会产生环流。连接错误:连接错误:假如假如C相接反了相接反了I 0,接电源中将会产生环流。接电源中将会产生环流。思考:如何避免一相接反?思考:如何避免一相接反?15 为为此此,当当将将一一组组三三相相电电源源连连成成三三角角形形时时,应应先先不不完完全全闭闭合
7、合,留留下下一一个个开开口口,在在开开口口处处接接上上一一个个交交流流电电压压表表,测测量量回回路路中中总总的的电电压压是是否否为为零零。如如果果电电压压为为零零,说说明明连接正确,然后再把开口处接在一起。连接正确,然后再把开口处接在一起。VV型型接接法法的的电电源源:若若将将 接接的的三三相相电电源源去去掉掉一一相相,则则线线电电压压仍为对称三相电源仍为对称三相电源。+ABCABC+16+_+_+NZZZABCabc以以形负载为例,说明形负载为例,说明线电流与相电流的关系线电流与相电流的关系:)1(=BCABBCBIIIIa a)1(=ABCAABAIIIIa aBCIABICAICIAIB
8、Io303 =BCIBI o303 =CAICI)1(=CABCCACIIIIa ao303 =ABIAI17结论结论:接法的对称三相电源接法的对称三相电源(负载负载):):所谓的所谓的“对应对应”:(1)相电流对称,则线电流也对称。相电流对称,则线电流也对称。(3)线电流相位滞后对应相电流线电流相位滞后对应相电流30o。线电流用对应相电流的第一个下标字母标出。线电流用对应相电流的第一个下标字母标出。思考:已知线电流,如何计算相电流?思考:已知线电流,如何计算相电流?18二二.三相电路的连接方式三相电路的连接方式与三相电源相同,三相负载也有两种连接方式:与三相电源相同,三相负载也有两种连接方式
9、:Y和和1.负载的连接负载的连接ABCNZZZABCZZZY形连接形连接形连接形连接192.负载与电源的连接负载与电源的连接(1)连接原则:连接原则:(2)连接方式:连接方式:按按电电源源和和负负载载的的不不同同联联接接方方式式可可分分为为YY,Y0Y0,Y,Y,等等。如如U =220V,灯泡额定电压为,灯泡额定电压为220V,负载接成三角形;,负载接成三角形;线线ACBACB如如U =380V,则负载接则负载接成星形成星形线线选择连接方式,使电源电压、负载的额定电压相符;选择连接方式,使电源电压、负载的额定电压相符;2011-3 11-3 对称三相称三相电路的路的计算算一一.对称三相称三相电
10、路路ABCNZZZABCZZZ1.1.对称三相电路:三相电源、三相负载都对称、且端线的阻抗对称三相电路:三相电源、三相负载都对称、且端线的阻抗相等的电路。相等的电路。2.2.对对称称三三相相负负载载(均均衡衡三三相相负负载载):三三个个相相同同负负载载(负负载载阻阻抗抗模模相等,阻抗角相同相等,阻抗角相同)以一定方式联接起来。以一定方式联接起来。21对称三相电路的计算方法是归结到一相正弦电路计算。对称三相电路的计算方法是归结到一相正弦电路计算。1.Y0 Y0联接联接(三相四线制三相四线制),YY联接联接(三相三线制三相三线制)二、二、对称三相称三相电路路的计算的计算ZN+_+_+NZZZABC
11、abcN22以以N点为参考点点为参考点,对对N点列写节点方程点列写节点方程:即即:在对称在对称Y0 Y0电路中,中线如同短路电路中,中线如同短路。各相电源和负载中的电流等于线电流各相电源和负载中的电流等于线电流。因此,有因此,有即即:在对称在对称Y0 Y0电路中,中线如同开路电路中,中线如同开路。0 NN=U23分析思路分析思路:在对称在对称Y-YY-Y电路,无论是三相三线制还是三相四线制,电路,无论是三相三线制还是三相四线制,因因N、N 两两点等电位,可将其点等电位,可将其短路短路,且其中电流为零。,且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为一相电路的计算。当求这样便可将三相电路的计算化为
12、一相电路的计算。当求出相应的电压、电流后,再由对称性,可以直接写出其出相应的电压、电流后,再由对称性,可以直接写出其它两相的结果。它两相的结果。过程如下:过程如下:+_+_+NN ZZZABCabcZlZ1Z124一相计算电路一相计算电路:由一相计算电路可得由一相计算电路可得:由对称性可写出由对称性可写出:ZNN+AaZl结论结论:有有无无中中线线对对电电路路情情况况没没有有影影响响。没没有有中中线线(YY(YY接接,三三相相三三线线制制),可可将将中中线线连连上上。因因此此,Y-YY-Y接接电电路路与与Y Y0 0-Y-Y0 0接接(有有中线中线)电路计算方法相同。且中线有阻抗时可短路掉。电
13、路计算方法相同。且中线有阻抗时可短路掉。UNN=0,中线电流为零。中线电流为零。1A1ANAZZUZZUI+=+=AAII,II =a aa aC2B 25 Y形联接的对称三相负载,其相、线电压、电流的关系形联接的对称三相负载,其相、线电压、电流的关系为:为:各相电源和负载中的电流等于线电流各相电源和负载中的电流等于线电流。对称情况下,各相电压、电流都是对称的,只要算出某一相对称情况下,各相电压、电流都是对称的,只要算出某一相 的电压、电流,则其他两相的电压、电流可直接写出。的电压、电流,则其他两相的电压、电流可直接写出。NaANaabII,UU=o30326负载上相电压与线负载上相电压与线电
14、压相等电压相等:通常,初始相位设为通常,初始相位设为0。+_+_+NZZZABCabc02.Y 联接联接解法一解法一27各相电流为:各相电流为:线电流:线电流:30o30o30o30o+_+_+NZZZABCabc28Z/3解法二解法二+_+_+NZZZBCbcnAa+ANnaZ/3293.3.电源为电源为 联接时的对称三相电路的计算联接时的对称三相电路的计算 将将 接电源用接电源用Y接电接电 源替代,保证其线电压相源替代,保证其线电压相等,再根据上述等,再根据上述YY,Y 接方法计算。接方法计算。+ABC+NABCN思考:如果负载为思考:如果负载为Y Y连接,将电源端化成连接,将电源端化成Y
15、 Y,然后归结到一相求,然后归结到一相求解比较方便,如果负载端本身为解比较方便,如果负载端本身为,是否可以采用,是否可以采用直接计算法?直接计算法?301.三相对称电路,电源和负载三相电压三相对称电路,电源和负载三相电压、电流均对称电流均对称。负载为负载为Y接接线电流与对应的相电流相同线电流与对应的相电流相同。负载为负载为 接接线电压与对应的相电压相同线电压与对应的相电压相同。三、小三、小结:2.2.对称三相电路的一般计算方法对称三相电路的一般计算方法:(1)(1)将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电源、负载都化为等值YY接电路;接电路;(2)(2)连接各负载和电源中点,中线上若有阻抗可
16、不计;连接各负载和电源中点,中线上若有阻抗可不计;31(3)(3)画出单相计算电路,求出一相的电压、电流:画出单相计算电路,求出一相的电压、电流:一相电路中的电压为一相电路中的电压为Y接时的相电压。接时的相电压。一相电路中的电流为线电流。一相电路中的电流为线电流。(4)(4)根根据据 接接、Y接接时时 线线量量、相相量量之之间间的的关关系系,求求出出原原电路的电流电压。电路的电流电压。(5)(5)由对称性,得出其它两相的电压、电流。由对称性,得出其它两相的电压、电流。一定要一定要 记住了噢记住了噢!32例例1.1.ABCZZZZlZlZl已已知知对对称称三三相相电电源源线线电电压压为为380V
17、,Z=6.4+j4.8,Zl=3+j4。求负载求负载Z的相电压、线电压和电流的相电压、线电压和电流。解:解:+A+BN+CZlZlZlZZZ+ANnaZZl33+ANnaZZl通常这样设通常这样设参考相量参考相量求出一相电路的电压和电流后求出一相电路的电压和电流后,根据对称性求出其它量。根据对称性求出其它量。34例例2.ABCZZZABCZZZ一对称三相负载分别接成一对称三相负载分别接成Y接和接和 接。分别求线电流接。分别求线电流。解:解:应用应用:电机启动时:电机启动时Y降压起动。降压起动。选讲选讲35例例3.求:线电流、相电流,并定性画出相量图求:线电流、相电流,并定性画出相量图(以以A相
18、为例相为例)。+_+NACBZ1Z2ZNN解解:+_Z1对称三相电路对称三相电路,中线阻抗不起作用中线阻抗不起作用。in=0如如图图对对称称三三相相电电路路,电电源源线线电电压压为为380V,|Z1|=10,cos 1=0.6(感性感性),Z2=j50,ZN=1+j2。36+_Z1根据对称性,得根据对称性,得B、C相的线电流、相电流相的线电流、相电流:37由此可以画出相量图由此可以画出相量图:30o53.1o18.4oA1207.62 A07.62 A1207.6230 31 :oCA2oBC2ooAAB2 =IIII第二组负载的相电流第二组负载的相电流38例例4.+_Z1Z1Z1Z2Z2Z2
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