第11章-三相电路电路原理演示幻灯片.ppt
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1、第第1111章章 三相电路三相电路l重点重点 1.1.三相电路的基本概念三相电路的基本概念 2.2.对称三相电路的分析对称三相电路的分析 3.3.不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念 4.4.三相电路的功率三相电路的功率1 三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差此相差1200的正弦电动势作为供电电源的电路。的正弦电动势作为供电电源的电路。三相电路的优点:三相电路的优点:(1)发电方面:比单项电源可提高功率)发电方面:比单项电源可提高功率50;(2)输电方面:比单项输电节省钢材)输电方面:比单项输电节省钢材25;(3)配电方面:三相变压器比
2、单项变压器经济且便于接)配电方面:三相变压器比单项变压器经济且便于接 入负载;入负载;(4)运电设备:具有结构简单、成本低、运行可靠、维)运电设备:具有结构简单、成本低、运行可靠、维 护方便等优点。护方便等优点。以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电力系统采用的主要供电方式。是目前电力系统采用的主要供电方式。2 研究三相电路要注意其特殊性,即:研究三相电路要注意其特殊性,即:(1)特殊的电源)特殊的电源(2)特殊的负载)特殊的负载(3)特殊的连接)特殊的连接(4)特殊的求解方式)特殊的求解方式31.1.对称三相电源的产生对称三相电源的产
3、生通通常常由由三三相相同同步步发发电电机机产产生生,三三相相绕绕组组在在空空间间互互差差120,当当转转子子以以均均匀匀角角速速度度 转转动动时时,在在三三相相绕绕组组中中产产生生感感应应电电压压,从从而而形形成成对对称称三相电源。三相电源。NSI AZBXCY三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图11.1 11.1 三相电路三相电路4(1 1)瞬时值表达式瞬时值表达式A+XuAB+YuBC+ZuC(2 2)波形图波形图A、B、C 三端称为始端三端称为始端,X、Y、Z 三端称为末端三端称为末端。t uAuBuuCO5(3 3)相量表示相量表示120120120(4 4)对称三相电源的特点对称
4、三相电源的特点6正序正序(顺序顺序):ABCA负序负序(逆序逆序):ACBAABC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。以后如果不加说明,一般都认为是正相序。以后如果不加说明,一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转(5 5)对称三相电源的相序对称三相电源的相序ABC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72.2.三相电源的联接三相电源的联接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,B,C 引出来引出来
5、+ANX+BY+CZA+X+BCYZABCN X,Y,Z 接在一起的点称为接在一起的点称为Y联接对称三联接对称三相电源的中性点,用相电源的中性点,用N表示。表示。(1 1)星形联接)星形联接(Y联联接接)8(2 2)三角形联接)三角形联接(联联接接)+AXBYCZ+A+X+BCYZABC三角形联接的对称三相电源没有中点。三角形联接的对称三相电源没有中点。三个绕组始末端顺序相接。三个绕组始末端顺序相接。9名名词词介介绍绍:(1)(1)端线端线(火线火线):始端:始端A,B,C 三端引出线。三端引出线。(2)(2)中线:中性点中线:中性点N引出线,引出线,接无中线。接无中线。(3)(3)三相三线制
6、与三相四线制。三相三线制与三相四线制。(5)(5)相电压:每相电源的电压。相电压:每相电源的电压。(4)(4)线电压:端线与端线之间的电压。线电压:端线与端线之间的电压。A+X+BCYZABCA+X+BCYZABCN103.3.三相负载及其联接三相负载及其联接 三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分叫做一三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分叫做一相负载,三相负载也有星型和三角形二种联接方式。相负载,三相负载也有星型和三角形二种联接方式。ABCNZAZCZBABCZBCZCAZAB星形联接星形联接三角形联接三角形联接称三相对称负载称三相对称负载11负载的相电压:每相负载上的电压。负载的相电
7、压:每相负载上的电压。线电流:流过端线的电流。线电流:流过端线的电流。相电流:流过每相负载的电流。相电流:流过每相负载的电流。ABCNZAZCZBABCZBCZCAZAB负载的线电压:负载端线间的电压。负载的线电压:负载端线间的电压。124.4.三相电路三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成:组成的系统。工程上根据实际需要可以组成:电源电源YY负载负载电源电源Y负载负载当组成三相电路的电源和负载都对称时,称对称三相电路当组成三相电路的电源和负载都对称时,称对称三相电路13+AN+B+CZZZN
8、三相四线制三相四线制+ABCZZZYYY141.Y联接联接11.2 11.2 对称三相电源线电压(电流)对称三相电源线电压(电流)与相电压(电流)的关系与相电压(电流)的关系A+X+BCYZABCN15利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:线电压对称线电压对称(大小相等,大小相等,相位互差相位互差120120o o)一般表示为:一般表示为:30o30o30o16对对Y接法的对称三相电源接法的对称三相电源 所谓的所谓的“对应对应”:对应相电压用线电压的: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。(1)相电压对称,则线电压也对称。相电压
9、对称,则线电压也对称。(3)线电压相位领先对应相电压线电压相位领先对应相电压30o。结论结论172.联联接接即线电压等于对应的相电压。即线电压等于对应的相电压。A+X+BCYZABC 以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。型负载和三角型负载。18关于关于 联联接电源需要强调一点:始端末端要依次相连。接电源需要强调一点:始端末端要依次相连。正确接法正确接法错误接法错误接法I=0,联联接电源接电源中不会产生环流。中不会产生环流。注意注意I 0,接电源接电源中将会产生环流。中将会产生环流。19 当当将将一一组组三三相相电电源源连连成成
10、三三角角形形时时,应应先先不不完完全全闭闭合合,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,说说明明连连接接正正确,然后再把开口处接在一起。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+203.3.相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系A+BCABCNABCNZZZ星型联接时,线电流等于相电流。星型联接时,线电流等于相电流。结论结论21ABCZZZ
11、ABCZ/3Z/3Z/3N结论结论(2)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。联接的对称电路:联接的对称电路:2211.3 11.3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因而可以引入一特殊的计算方法。而可以引入一特殊的计算方法。1.1.YY联接联接(三相三线制)三相三线制)+_+_+NnZZZABCabc23以以N点为参考点,对点为参考点,对n点列写节点方程:点列写节点方程:+_+_+NnZZZABCabc24负载侧相电压:负载侧相电压:因因N,n两点等电位,可将其短路,且其中电流
12、为零。两点等电位,可将其短路,且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为单相电路的计算。这样便可将三相电路的计算化为单相电路的计算。+_+_+NnZZZABCabcA相计算电路相计算电路+ANnaZ也为对称也为对称电压电压25计算电流:计算电流:为对称为对称电流电流结论结论1.UnN=0,电源中点与负载中点等电位。电源中点与负载中点等电位。有无有无2.中线对电路情况没有影响。中线对电路情况没有影响。2.2.对对称称情情况况下下,各各相相电电压压、电电流流都都是是对对称称的的,可可采采用用一一相相(A相相)等等效效电电路路计计算算。只只要要算算出出一一相相的的电电压压、电电流流,则其它两相的电
13、压、电流可按对称关系直接写出。则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。3.3.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:262.2.Y 联联接接+_+_+NZZZABCabc负载上相电压与线电压相等:负载上相电压与线电压相等:解法一解法一27计算相电流:计算相电流:线电流:线电流:30o30o30o30o 28(1)(1)负载上相电压与线电压相等,且对称。负载上相电压与线电压相等,且对称。(2)(2)线线电电流流与与相相电电流流也也是是对对称称的的。线线电电流流大大小小是是相相电电流的流的 倍,相位落后相应相电流倍,相位落后相应相
14、电流3030。故上述电路也可只计算一相,根据对称性即可得到其故上述电路也可只计算一相,根据对称性即可得到其余两相结果。余两相结果。+_+_+NZZZABCabcnZ/3结论结论解法二解法二29+ANnaZ/3利用计算相电流的一相等效电路。利用计算相电流的一相等效电路。+ABbaZ解法三解法三303.3.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+NABCN31例例b+_ACBZZlZlZlZZac+ANnaZ/3Zl32(1
15、)(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,中线上若有阻抗不计;连接各负载和电源中点,中线上若有阻抗不计;(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:(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。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: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
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