电工学第四章三相交流电路PPT讲稿.ppt
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1、电工学第四章三相交流电路第1页,共39页,编辑于2022年,星期日第第5章章 三相电路三相电路本章要求:本章要求:1.搞清对称三相负载搞清对称三相负载Y和和联结时相线电压、相线联结时相线电压、相线 电流关系电流关系;2.2.掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正 确联接方法,理解中线的作用确联接方法,理解中线的作用;3.3.掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。掌握对称三相电路电压、电
2、流及功率的计算。第2页,共39页,编辑于2022年,星期日WW1 1U U2 2V V1 1U U1 1V V2 2SN+_ _+WW2 2 图图图图5.1.1 5.1.1 三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图5.1 三相电压三相电压1.三相电压的产生三相电压的产生工作原理:动磁生电工作原理:动磁生电+_eeU1U2 图图图图5.1.2 5.1.2 三相绕组示意图三相绕组示意图三相绕组示意图三相绕组示意图图图图图5.1.3 5.1.3 每相电枢绕组每相电枢绕组每相电枢绕组每相电枢绕组定子定子转子转子(尾端尾端尾端尾端)+e1e2e3U U1 1(首端
3、首端首端首端)+U U2 2V V2 2V V1 1WW1 1WW2 2第3页,共39页,编辑于2022年,星期日三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式相量表示相量表示铁心铁心(作为导磁路经)(作为导磁路经)三相绕组三相绕组匝数相同匝数相同空间排列互差空间排列互差120: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第4页,共39页,编辑于2022年,星期日相量图相量图相量图相量图波形图波形图相量表示相量表示U2U1.120120120U3.三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式uOu1u2u32 120240360第5页,共39页,编辑于2022年,星期日对称三相电动势的瞬
4、时值之和为对称三相电动势的瞬时值之和为 0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。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供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为 L L1 1 L2 2 L3 第6页,共39页,编辑于2022年,星期日N L2 L3L1NU1V1W12.三相电源的星形联结三相电源的星形联结(
5、1)联接方式联接方式中性线中性线(零线、地线零线、地线)中性点端线端线端线端线(相线、火线相线、火线相线、火线相线、火线)在低压系统在低压系统在低压系统在低压系统,中性中性中性中性点通常接地,所以点通常接地,所以点通常接地,所以点通常接地,所以也称地线。也称地线。也称地线。也称地线。相电压相电压相电压相电压:端线与中性线间(发电机每相绕组)的电压:端线与中性线间(发电机每相绕组)的电压:端线与中性线间(发电机每相绕组)的电压:端线与中性线间(发电机每相绕组)的电压线电压线电压线电压线电压:端线与端线间的电压:端线与端线间的电压 Up Ul+第7页,共39页,编辑于2022年,星期日(2)(2)
6、线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系根据根据KVL定律定律由相量图可得由相量图可得相量图相量图 30L1NL2L3+第8页,共39页,编辑于2022年,星期日同理同理3.三相电源的三角形联结三相电源的三角形联结+L2L1L3第9页,共39页,编辑于2022年,星期日5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路三相负载三相负载不对称三相负载:不对称三相负载:不对称三相负载:不对称三相负载:不满足不满足不满足不满足 Z1 1=Z Z2 2=Z 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
7、如如三相电动机三相电动机1.三相负载三相负载分类分类分类分类单相负载:单相负载:只需一相电源供电只需一相电源供电 照明负载、家用电器照明负载、家用电器负载负载三相负载:三相负载:需三相电源同时供电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三相负载的联接 三相负载也有三相负载也有 Y和和 两种接法,至于采用哪种方法两种接法,至于采用哪种方法两种接法,至于采用哪种方法两种接法,至于采用哪种方法 ,要根据负载的额定电压和电源电压确定。要根据负载的额定电压和电源电压确定。要根据负载的额定电压和电源电压确定。要根据负载的额定电压和电源电压确定。第10页,共39页,编辑于2022年,星期日
8、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380/220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第11页,共39页,编辑于2022年,星期日+N NN N+Z1Z2Z3 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流过端线的电流流过端线的电流相
9、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 Y联结时,线电流等于相电流。Y:三相三线制三相三线制Y0:三相四线制:三相四线制(1)(1)联结形式联结形式联结形式联结形式N 电源中性点N负载中性点第12页,共39页,编辑于2022年,星期日(2)负载负载负载负载Y Y联结三相电路的计算联结三相电路的计算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Y 联结时:
10、联结时:4)4)中线电流中线电流负载 Y 联结带中性线时,可将各相分别看作单相电路计算+N NN N+Z1Z2Z3第13页,共39页,编辑于2022年,星期日+N NN N+Z1Z2Z3负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。(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联结三相电路的计算联结三相电路的计算所以负载对称时,所以负载对称时,三相电流也对称。三相电流也对称。负载对称时,只需计算一相电流,其它两相电流可根据对称性直接写出。第14页,共39页,编辑于2022年,星期日例例1 1:灯组,若灯组,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
11、R1=5 ,R2=10 ,R3=20 ,求线电流及中求线电流及中性性 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 。负载为电。负载为电线电流线电流 IN。N+N R1R2R3L1L2L3第15页,共39页,编辑于2022年,星期日中性线电流中性线电流解:解:已知:已知:(1)线电流线电流 三相对称三相对称N+N R1R2R3L1L2L3第16页,共39页,编辑于2022年,星期日(2)三相负载不对称三相负载不对称(R1=5 、R2=10 、R3=20 )分别计算各线电流分别计算各线电流中性线电流中性线电流第17页,共39页,编辑于2022年
12、,星期日例例例例2:照明系统故障分析:照明系统故障分析:照明系统故障分析:照明系统故障分析解解:(1)A1)A相短路相短路相短路相短路1)中性线未断中性线未断 此时此时 L1 相短路电流很相短路电流很大大,将将L1相熔断丝熔断相熔断丝熔断,而而 L2 相和相和 L3 相未受影相未受影响,其相电压仍为响,其相电压仍为220V,正常工作。正常工作。在上例中,试分析下列情况在上例中,试分析下列情况 (1)L1相短路相短路:中性线未断时,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。中性线断开时,求各相负载电压。中性线断开时,求各相负载电压。中性线断开时,求各相负载电压。
13、(2)(2)L1相断路相断路相断路相断路:中性线未断时,求各相负载电压;中性线未断时,求各相负载电压;中性线未断时,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。中性线断开时,求各相负载电压。R1R3R2L1L2NL3N 第18页,共39页,编辑于2022年,星期日 L L1 1L L2 2N NL L3 3N Ni i1 1i i3i i2 2+此情况下,此情况下,此情况下,此情况下,L2相和相和L3相的电灯组由于承受电压上所加相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压的电压都超过额定电压(220V),这是不允许的。,这是不允许的。2)L1相短路相短路,中
14、性线断开时中性线断开时,此时负载中性点此时负载中性点N即即为为L1,因此负载各相电因此负载各相电压为压为第19页,共39页,编辑于2022年,星期日(2)(2)L1相断路相断路相断路相断路 2)2)中性线断开中性线断开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,变为单相电路,变为单相电路,变为单相电路,如图如图(b)所示所示,由图可求得由图可求得iL2L3u 2 2u 3 3+(b)(b)R1R3R2L1L2NL3N 第20页,共39页,编辑于2022年,星期日结论结论 (1 1)不对称负载)不对称负载)不对称
15、负载)不对称负载Y Y联结又未接中性线时,负载相电压不再联结又未接中性线时,负载相电压不再联结又未接中性线时,负载相电压不再联结又未接中性线时,负载相电压不再对称,且负载电阻越大,负载承受的电压越高。对称,且负载电阻越大,负载承受的电压越高。对称,且负载电阻越大,负载承受的电压越高。对称,且负载电阻越大,负载承受的电压越高。(2 2)中线的作用:保证星形联结三相不对称负载的相电中线的作用:保证星形联结三相不对称负载的相电中线的作用:保证星形联结三相不对称负载的相电中线的作用:保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。压对称。压对称。压对称。(3 3)照明负载三相不对称,必须采用三相四线制供电方式
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