电子与电工学.doc

电子与电工学电子与电工学.txt心态决定状态，心胸决定格局，眼界决定境界。当你的眼泪忍不住要流出来的时候，睁大眼睛，千万别眨眼，你会看到世界由清晰到模糊的全过程。 本文由我们制药的贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第5章 三相电路 5.1 三相电压 5.2 负载星形联结的三相电路 5.3 负载三角形联结的三相电路 5.4 三相功率 章目录 上一页 下一页 返回 退出 第5章 三相电路 本章要求： 本章要求： 1. 搞清对称三相负载Y和联结时相线电压、相线 搞清对称三相负载Y 联结时相线电压、 电流关系; 电流关系; 2. 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. 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。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 5.1 三相电压 1. 三相电压的产生 U1 V2 S (首端) U1 首端) + V1 + W1 + 定子 W2 + _ W1 + N + + V1 转子 (尾端) U2 V2 W2 尾端) 图5.1.2 三相绕组示意图 e1 e2 e3 _ + e + U1 e _ ? U2 U2 图5.1.1 三相交流发电机示意图 工作原理： 工作原理：动磁生电 图5.1.3 每相电枢绕组 章目录 上一页 下一页 返回 退出 铁心（作为导磁路经） 铁心（作为导磁路经） 匝数相同 定子 三相绕组 发电机结构 空间排列互差120 空间排列互差120 转子 : 直流励磁的电磁铁 三相电压瞬时表示式 u1 = U m sin t u2 = U m sin( t ? 120 ) u3 = Um sin( t + 120 ) 相量表示 & U1 = U 0 = U & = U ? 120 = U(? 1 ? j U2 2 & = U + 120 = U(? 1 + j U3 2 3 ) 2 3 ) 2 章目录 上一页 下一页 返回 退出 三相电压瞬时表示式 相量表示 u1 = Um sin t u2 = U m sin( t ? 120 ) u3 = U m sin( t + 120 ) 波形图 & U3 = U + 120 相量图 U3 . & U1 = U 0 = U & U2 = U ? 120 u u1 u2 u3 120 240 360 2 O t 120 . 120 . 120 U1 U2 章目录 上一页 下一页 返回 退出 三个正弦交流电压满足以下特征 最大值相等 频率相同 对称三相电压 相位互差120 相位互差120 对称三相电压的瞬时值之和为 0 即： 1 + u2 + u3 = 0 u & & & 或 U +U +U = 0 1 2 3 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。 供电系统三相交流电的相序为 U1 V1 W1 章目录 上一页 下一页 返回 退出 2. 三相电源的星形联结 (1) 联接方式 U1 + + 火线) L1 端线或相线 (火线) 地线) N中性线或零线 (地线) u1 W1 V1 u2 + u 12 + u3 u 23 + u31 L2 中性点 + 相电压： 相电压：端线与中性线间 (发电机每相绕组) 的电压 发电机每相绕组) U1、U2、U3 Up 线电压： 线电压：端线与端线间的电压 L3 U12、U23、U31 Ul 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (2)线电压与相电压的关系 (2)线电压与相电压的关系 + + L1 相量图 u1 + u 12 N & U3 & ?U2 30 & U12 & U1 u2 u31 + L2 u3 u23 + L 3 根据KVL定律 根据KVL定律 & U2 & & & U12 = U1 ?U2 & & & U23 = U2 ? U3 & & & U31 = U3 ? U1 由相量图可得 & = 3U 30o & U12 1 章目录 上一页 下一页 返回 退出 同理 & & U23 = 3U2 30 & & U31 = 3U3 30 结论： U 结论：电源 Y形联结时, 线电压 l = 3UP, 且超 前相应的相电压30o , 三相线电压也是对称的。 3. 三相电源的三角形联结 + L1 u12 u 31 & u23 UBC + + 结论：电源 结 结论：电源形联 时 L2 L3 章目录 上一页 下一页 返回 退出 线电压 l = 相电压 p U U 5.2 负载星形联结的三相电路 1. 三相负载 三相负载： 三相负载：需三相电源同时供电 负载 三相电动机等 单相负载： 单相负载：只需一相电源供电 照明负载、 照明负载、家用电器 对称三相负载： 对称三相负载：Z1=Z2= Z3 三相负载 如三相电动机 不对称三相负载： 不满足 Z1 =Z2 = Z3 不对称三相负载： 如单相负载组成的三相负载 三相负载的联接 两种接法， 三相负载也有 Y和 ? 两种接法，至于采用哪种方 要根据负载的额定电压和电源电压确定。 法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 分类 三相负载连接原则 (1) 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。 电源 保险丝 L1 L2 L3 N 三相四线制 380/220伏 伏 额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载 伏的单相负载 伏的三相负载 章目录 上一页 下一页 返回 退出 2. 负载星形联结的三相电路 (1) 联结形式 + i1 Y: 三相三线制 Y0：三相四线制 u1 N iN u2 + i1 Z3 Z1 N Z2 i2 u3 + i3 N负载中性点 N 电源中性点 结论： 结论： 负载 Y联 结时， 结时，线电 流等于相电 流。 相电流：流过每相负载的电流 Ip 相电流： 线电流： 线电流：流过端线的电流 I1、I2、I3 Il 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (2) 负载Y联结三相电路的计算 负载Y i1 + Y 联结时： 联结时： Z1 N Z2 u1 N iN u2 + i1 Z3 Ul = 3UP Il = I P & U1 & I1 = Z1 & U2 & I2 = Z2 & U3 & I3 = Z3 i2 u3 + i3 1)负载端的线电压电源线电压 1)负载端的线电压 负载端的线电压 2)负载的相电压电源相电压 2)负载的相电压 负载的相电压 3)线电流相电流 3)线电流 线电流 & & & 4)中线电流 IN = I1 + I2 + I3 4)中线电流 & 联结带中性线时, 负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (3)对称负载Y 联结三相电路的计算 (3)对称负载 对称负载Y i1 + u1 N iN u2 + i1 Z3 i2 负载对称时， 负载对称时， 只需计算一相电 流，其它两相电 Z1 流可根据对称性 N Z2 直接写出。 直接写出。 如： & I1 = 10 30 A u3 + i3 可知： 可知： 因为三相电压对称， 因为三相电压对称，且ZA = ZB = ZC I = 10 ? 90 A & 2 所以负载对称时，三相电流也对称。 所以负载对称时，三相电流也对称。 & I3 = 10 + 150 A & & & & 中线电流 IN = I1 + I2 + I3 = 0 负载对称无中性线时 负载对称时,中性线无电流 负载对称时 中性线无电流, 中性线无电流 Ul = 3UP 可省掉中性线。 可省掉中性线。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 例1 ： 一星形联结的三相电路，电源电压对称。 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电 源线电压 u12 = 380 2 sin(314 t + 30)V 负载为电 。 灯组， 灯组，若R1=R2= R3 = 5? ，求线电流及中性线电流 ? IN ; 若R1=5 ? , R2=10 ? , R3=20 ? ,求线电流及中性 求线电流及中性 线电流 IN 。 L1 + i1 u1 N L3 iN u2 R3 u3 + + R1 N R2 L2 i2 i3 章目录 上一页 下一页 返回 退出 L1 + i1 u1 N L3 iN u2 R3 u3 + + R1 N R2 L2 i2 i3 解： 已知： 已知：&12 = 380 30 V U (1) 线电流 三相对称 & I2 & U1 = 220 0 V & U1 220 0 & I1 = A = 44 0 A = R1 5 & = 44 ?120A I = 44 + 120A 3 中性线电流 & & & & IN = I1 + I2 + I3 = 0 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (2) 三相负载不对称（R1=5? 、R2=10 ? 、R3=20 ?） 三相负载不对称（ ? 分别计算各线电流 分别计算各线电流 中性线电流 & U1 220 0 & I1 = A = 44 0A = R1 5 & U2 220 ?120 & A = 22 ?120 A I2 = = R2 10 & U3 220 + 120 & I3 = A = 11 + 120 A = R3 20 = 29 ? 19 A 章目录 上一页 下一页 返回 退出 & & & & IN = I1 + I2 + I3 = 44 0A + 22 ?120 A + 11 + 120 A 例2：照明系统故障分析 在上例中， 在上例中，试分析下列情况 (1) L1相短路: 中性线未断时，求各相负载电压； 相短路: 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。 (2) L1相断路: 中性线未断时，求各相负载电压； 相断路: 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。 1 解: (1) A相短路 L1 1) 中性线未断 R1 此时 L1 相短路电流 N N R2 很大, 很大, 将L1相熔断丝熔 R3 断, 而 L2 相和 L3 相未 受影响， 受影响，其相电压仍为 L2 220V, 正常工作。 正常工作。 L3 章目录 上一页 下一页 返回 退出 2) L1相短路, 中性线断开时, 相短路, 中性线断开时 此时负载中性点N 此时负载中性点N L1 即为L 即为 1, 因此负载各 相电压为 N U1 = 0 , U1 = 0 U2 = U12 , U2 = 380 V U3 = U31 , U3 = 380 V L2 L3 N i 2 i3 + u u2 + 3 u1 + i1 此情况下， 相和L 此情况下，L2相和 3相的电灯组由于承受电压上 所加的电压都超过额定电压(220V) 这是不允许的。 所加的电压都超过额定电压(220V) ，这是不允许的。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (2) L1相断路 1) 中性线未断 L2 、 L3相灯仍承受 220V电压 正常工作。 电压, 电压 正常工作。 2) 中性线断开 变为单相电路，如图(b) 变为单相电路，如图(b) 所示, 所示, 由图可求得 L1 R1 N L2 L3 R3 N R2 i L2 u 2 + + u 3 U23 380 I= = = 12.7 A R2 + R3 10+ 20 U2 = IR2= 12 .7 10 = 127 V U3 = IR3= 12 .7 20 = 254 V L3 (b) 退出 章目录 上一页 下一页 返回 结论 （1）不对称负载Y联结又未接中性线时，负载相电 不对称负载Y联结又未接中性线时， 压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。 压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。 中线的作用： （2） 中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的 相电压对称。 相电压对称。 照明负载三相不对称， （3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供 电方式，且中性线（指干线） 电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀 闸开关。 闸开关。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 5.3 负载三角形联结的三相电路 1. 联结形式 L1 + i1 Z31 u12 L2 + + u31 i2 i3 i31 i12 i23 Z23 Z12 u23 L3 & & & 相电流: 相电流: 流过每相负载的电流 I12 、I23、I31 & & & 线电流: 线电流: 流过端线的电流 I1、I2、I3 章目录 上一页 下一页 返回 退出 2. 分析计算 (1) 负载相电压 电源线电压 负载相电压=电源线电压 L1 即: UP = Ul i1 + Z12 一般电源线电压对称， 一般电源线电压对称， Z31 i31 i12 因此不论负载是否对称， 因此不论负载是否对称， u12 u31 i23 i2 负载相电压始终对称, 负载相电压始终对称, 即 Z23 L2 U12=U23=U31=Ul=UP + & u23 U12 & (2) 相电流 I12 = + i3 L3 Z12 & & & 相电流： & 相电流：I12、I23、I31 U23 & I23 = Z23 线电流： & & & 线电流： I1、I2、I3 & U31 & 线电流不等于相电流 I31 = Z31 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (3) 线电流 & & & I1 = I12 ? I31 & & & I2 = I23 ? I12 & & & I = I ?I 3 31 & & I31 U31 & I2 & I3 23 负载对称时, 相电流对称， 负载对称时 相电流对称，即 & I 23 UP I12 = I23 = I31 = IP = & U23 & Z & ? I31 X I1 相量图 ?12 = ? 23 = ? 31 = ? = arctan R 为此线电流也对称， 为此线电流也对称，即 I1 = I2 = I3 = Il 。 由相量图可求得 结论: 对称负载 联接时 线电流比相应的相电流 滞后30 滞后30。 & &12U I 12 Il = 2IP cos 30= 3IP 相电流) 线电流 l = 3IP(相电流), I 且落后相应的相电流30。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 三相电动机绕组可以联结成星形， 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三 角形，而照明负载一般都联结成星形(具有中性线 具有中性线)。 角形，而照明负载一般都联结成星形 具有中性线 。 三相负载的联接原则 应使加于每相负载上的电压等于其额定电压， 应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与 电源的联接方式无关。 电源的联接方式无关。 负载的额定电压 = 电源的线电压 应作? 应作? 联结 1 负载的额定电压 = 电源线电压 3 应作 Y 联结 章目录 上一页 下一页 返回 退出 5.4 三相功率 无论负载为 Y 或联结，每相有功功率都应为 联结， Pp= Up Ip cos?p 相电压与相 当负载对称时： 当负载对称时：P = 3Up Ipcos?p 电流的相位差 1 Ul , Ip = Il 对称负载Y联结时 联结时： 对称负载 联结时： Up = 3 1 Il 对称负载? 联结时： 对称负载? 联结时： Up = Ul , Ip = 3 所以 同理 Q = 3UpIp sin?p = 3Ul Il sin?p S = P2 + Q2 = 3UP IP = 3Ul Il P = 3UPIP cos?P = 3Ul Il cos?P 章目录 上一页 下一页 返回 退出 例1: 有一三相电动机 每相的等效电阻 = 29?, 等效 有一三相电动机, 每相的等效电阻R ? 感抗XL=21.8?, 试求下列两种情况下电动机的相电流、 感抗 ? 试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于 l =380 V的三相电源上 绕组联成星形接于U 的三相电源上; 的三相电源上 (2) 绕组联成三角形接于 l =220 V的三相电源上。 绕组联成三角形接于U 的三相电源上。 的三相电源上 UP 220 A = 6.1 A = 解: (1) IP = Z 292 + 21.82 P = 3Ul Il cos? = 3 3806.1 29 29 + 21.8 2 2 W = 3 380 6.1 0.8 = 3.2 k W 章目录 上一页 下一页 返回 退出 220 UP A = 6.1 A = (2) IP = Z 292 + 21.82 Il = 3IP = 10.5 A P = 3Ul Il cos? = 3 22010.50.8W = 3.2 k W 比较(1), (2)的结果 的结果: 比较 的结果 有的电动机有两种额定电压, 有的电动机有两种额定电压 如220/380 V。 。 当电源电压为380 V时, 电动机的绕组应联结成星形； 当电源电压为 时 电动机的绕组应联结成星形； 当电源电压为220 V时, 电动机的绕组应联结成三角形。 当电源电压为 时 电动机的绕组应联结成三角形。 在三角形和星形两种联结法中, 相电压、相电流 在三角形和星形两种联结法中 相电压、 以及功率都未改变， 以及功率都未改变，仅三角形联结情况下的线电流 比星形联结情况下的线电流增大 3 倍。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 线电压 的三相电源上， 的三相电源上 例2: 线电压Ul为380 V的三相电源上，接有两组对称 三相负载：一组是三角形联结的电感性负载， 三相负载：一组是三角形联结的电感性负载，每相 阻抗 Z? = 36.3 37 ? ; 另一组是星形联结的电阻性 负载，每相电阻R 负载，每相电阻 =10?, 如图所示。试求： ? 如图所示。试求： (1) 各组负载的相电流； 各组负载的相电流； L1 (2) 电路线电流； 电路线电流； L2 (3) 三相有功功率。 L 三相有功功率。 3 解： U12 = 380 0 V 设 & (1) 各电阻负载的相电流 & 则 U1 = 220 ? 30 V Z? RY 由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它 由于三相负载对称，所以只需计算一相， 两相可依据对称性写出。 两相可依据对称性写出。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 负载三角形联解时， 负载三角形联解时，其相电流为 负载星形联接时， 负载星形联接时，其线电流为 & U12 380 0 & I12? = A = 10.47 - 37 A = Z? 36.3 37 (2) 电路线电流 & U1 & I1Y = = 22 - 30 A RY & I1? = 10.47 3 ? 37 - 30 = 18.13 ? 67 A & & & I = I + I = 18.13 ? 67 + 22 ? 30 1 1? 1Y = 38 ? 46.7A 一相电压与电流的相量图如图所示 章目录 上一页 下一页 返回 退出 一相电压与电流的相量图如图所示 -30o -46.7o & I1Y & U12 & U1 & I1 -67o & I1? (3) 三相电路的有功功率 P = PY + P? = 3Ul Il cos? + 3Ul Il cos?Y = 3 38018.130.8W+ 3 380 22W = 9546 + 14480 2.4 k W 章目录 上一页 下一页 返回 退出 例3： ： 三相对称负载作三角形联结， 三相对称负载作三角形联结，Ul =220V，当S1、 ， S2 均闭合时，各电流表读数均为 均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率 ， P = 4.5 kW，试求 ，试求: 1) 每相负载的电阻和感抗； 每相负载的电阻和感抗； 2) S1合、S2断开时 各电流表读数和有功功率 ； 断开时, 各电流表读数和有功功率P； 3) S 1断、S 2闭合时 各电流表读数和有功功率 。 闭合时, 各电流表读数和有功功率P。 L1 L2 L3 A A A 章目录 上一页 下一页 返回 退出 Z12 S1 Z31 Z23 S2 解： 由已知条件可求得 (1) L1 UP 220 Z= = = 22? IP 17.32 / 3 L2 P cos? = 3Ul Il L 3 A A A S1 Z12 Z31 Z23 S2 = 0.68 R = Z cos? = 220.68 = 15? XL = Z sin? = 220.733 = 16.1? 或：P =I 2R P =UIcos? tg? =XL / R ? ? 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (2) S1闭合、S2断开时 闭合、 流过电流表 L1 、 L3 的电流变为相电流 IP， 流过电流表L2 的电流仍 流过电流表L 为线电流I 为线电流 l 。 L1 L2 L3 A A A S1 Z12 Z31 Z23 S2 I1 = I3 = 10A I2 =17.32 A 因为开关S均闭合时 因为开关 均闭合时 每相有功功率 P =1.5 kW 断时， 当 S1合、S2断时，Z12、Z23 的相电压和相电流不 不变。 变，则P12、P23不变。 P = P12+P23 = 3 kW 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (3) S1断开、 S2闭合时 断开、 L1 A S1 Z12 I2 = 0A A L2 Z31 I1 仍为相电流 IP ， Z23 I2 变为 1/2 IP 。 L3 A I1=I3 =10 A+ 5 A= 15A 变为单相电路 Q I2 变为 1/2 IP，所以 L1L2、 L1 L2L3 相的功率变为原来的1/4 。 I1 I Z P = 1/4 P12+ 1/4 P23 +P31 = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kW L3 2 12 S2 Z31 Z23 章目录 上一页 下一页 返回 退出 某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装40 40瓦 某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装40瓦 日 例 4： 光灯210盏 光灯210盏(cos?1=0.5)，60瓦白炽灯90盏(cos?2=1), 它们 60瓦白炽灯 盏(cos 瓦白炽灯90 的额定电压都是220V， 380V/220V的电网供电 的电网供电。 的额定电压都是220V，由380V/220V的电网供电。试 分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下, 分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下,线路 电流为多少？ 电流为多少？ 解: (1) 该照明系统与电网连接图 L1 L2 L3 i1 + uP N i11 i21 30盏 70盏 30盏 70盏 章目录 上一页 下一页 返回 退出 解: (1) 该照明系统与电网连接图 L1 L2 L3 i1 + uP N i11 i21 30盏 70盏 30盏 70盏 . (2) 计算线电流 设 U=220 0V 60 & = 70 40 ? 60 A & I11 = 30 0A I21 220 0.5 2201 = 25.46 ? 60A = 8.1818 0A & & & I1 = I11 + I21 = 30.4 ? 46.5A 章目录 上一页 下一页 返回 退出 某大楼电灯发生故障， 某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼 例 5： 所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变， 所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变， 试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？ 试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同 时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些， 时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些， 这又是什么原因？ 这又是什么原因？ 解: (1) 本系统供电线路图 L1 L2 L3 + uC N 一层 P 二层 三层 章目录 上一页 下一页 返回 退出 解：(1)本系统供电线路图 (1)本系统供电线路图 L1 L2 L3 + uC N 一层 P 二层 三层 (2) 当P处断开时，二、三层楼的灯串联接 处断开时， 三层楼的灯串联接380V 电压， 电压， 处断开时 亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不 所以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受 电压亮度不 变。 (3) 因为三楼灯多于二楼灯即 R3 R2 , 所以三楼灯比 因为三楼灯多于二楼灯即 二楼灯暗。 二楼灯暗。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 1本文由我们制药的贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 第5章 三相电路 5.1 三相电压 5.2 负载星形联结的三相电路 5.3 负载三角形联结的三相电路 5.4 三相功率 章目录 上一页 下一页 返回 退出 第5章 三相电路 本章要求： 本章要求： 1. 搞清对称三相负载Y和联结时相线电压、相线 搞清对称三相负载Y 联结时相线电压、 电流关系; 电流关系; 2. 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. 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。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 5.1 三相电压 1. 三相电压的产生 U1 V2 S (首端) U1 首端) + V1 + W1 + 定子 W2 + _ W1 + N + + V1 转子 (尾端) U2 V2 W2 尾端) 图5.1.2 三相绕组示意图 e1 e2 e3 _ + e + U1 e _ ? U2 U2 图5.1.1 三相交流发电机示意图 工作原理： 工作原理：动磁生电 图5.1.3 每相电枢绕组 章目录 上一页 下一页 返回 退出 铁心（作为导磁路经） 铁心（作为导磁路经） 匝数相同 定子 三相绕组 发电机结构 空间排列互差120 空间排列互差120 转子 : 直流励磁的电磁铁 三相电压瞬时表示式 u1 = U m sin t u2 = U m sin( t ? 120 ) u3 = Um sin( t + 120 ) 相量表示 & U1 = U 0 = U & = U ? 120 = U(? 1 ? j U2 2 & = U + 120 = U(? 1 + j U3 2 3 ) 2 3 ) 2 章目录 上一页 下一页 返回 退出 三相电压瞬时表示式 相量表示 u1 = Um sin t u2 = U m sin( t ? 120 ) u3 = U m sin( t + 120 ) 波形图 & U3 = U + 120 相量图 U3 . & U1 = U 0 = U & U2 = U ? 120 u u1 u2 u3 120 240 360 2 O t 120 . 120 . 120 U1 U2 章目录 上一页 下一页 返回 退出 三个正弦交流电压满足以下特征 最大值相等 频率相同 对称三相电压 相位互差120 相位互差120 对称三相电压的瞬时值之和为 0 即： 1 + u2 + u3 = 0 u & & & 或 U +U +U = 0 1 2 3 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。 供电系统三相交流电的相序为 U1 V1 W1 章目录 上一页 下一页 返回 退出 2. 三相电源的星形联结 (1) 联接方式 U1 + + 火线) L1 端线或相线 (火线) 地线) N中性线或零线 (地线) u1 W1 V1 u2 + u 12 + u3 u 23 + u31 L2 中性点 + 相电压： 相电压：端线与中性线间 (发电机每相绕组) 的电压 发电机每相绕组) U1、U2、U3 Up 线电压： 线电压：端线与端线间的电压 L3 U12、U23、U31 Ul 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (2)线电压与相电压的关系 (2)线电压与相电压的关系 + + L1 相量图 u1 + u 12 N & U3 & ?U2 30 & U12 & U1 u2 u31 + L2 u3 u23 + L 3 根据KVL定律 根据KVL定律 & U2 & & & U12 = U1 ?U2 & & & U23 = U2 ? U3 & & & U31 = U3 ? U1 由相量图可得 & = 3U 30o & U12 1 章目录 上一页 下一页 返回 退出 同理 & & U23 = 3U2 30 & & U31 = 3U3 30 结论： U 结论：电源 Y形联结时, 线电压 l = 3UP, 且超 前相应的相电压30o , 三相线电压也是对称的。 3. 三相电源的三角形联结 + L1 u12 u 31 & u23 UBC + + 结论：电源 结 结论：电源形联 时 L2 L3 章目录 上一页 下一页 返回 退出 线电压 l = 相电压 p U U 5.2 负载星形联结的三相电路 1. 三相负载 三相负载： 三相负载：需三相电源同时供电 负载 三相电动机等 单相负载： 单相负载：只需一相电源供电 照明负载、 照明负载、家用电器 对称三相负载： 对称三相负载：Z1=Z2= Z3 三相负载 如三相电动机 不对称三相负载： 不满足 Z1 =Z2 = Z3 不对称三相负载： 如单相负载组成的三相负载 三相负载的联接 两种接法， 三相负载也有 Y和 ? 两种接法，至于采用哪种方 要根据负载的额定电压和电源电压确定。 法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 分类 三相负载连接原则 (1) 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。 电源 保险丝 L1 L2 L3 N 三相四线制 380/220伏 伏 额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载 伏的单相负载 伏的三相负载 章目录 上一页 下一页 返回 退出 2. 负载星形联结的三相电路 (1) 联结形式 + i1 Y: 三相三线制 Y0：三相四线制 u1 N iN u2 + i1 Z3 Z1 N Z2 i2 u3 + i3 N负载中性点 N 电源中性点 结论： 结论： 负载 Y联 结时， 结时，线电 流等于相电 流。 相电流：流过每相负载的电流 Ip 相电流： 线电流： 线电流：流过端线的电流 I1、I2、I3 Il 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (2) 负载Y联结三相电路的计算 负载Y i1 + Y 联结时： 联结时： Z1 N Z2 u1 N iN u2 + i1 Z3 Ul = 3UP Il = I P & U1 & I1 = Z1 & U2 & I2 = Z2 & U3 & I3 = Z3 i2 u3 + i3 1)负载端的线电压电源线电压 1)负载端的线电压 负载端的线电压 2)负载的相电压电源相电压 2)负载的相电压 负载的相电压 3)线电流相电流 3)线电流 线电流 & & & 4)中线电流 IN = I1 + I2 + I3 4)中线电流 & 联结带中性线时, 负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (3)对称负载Y 联结三相电路的计算 (3)对称负载 对称负载Y i1 + u1 N iN u2 + i1 Z3 i2 负载对称时， 负载对称时， 只需计算一相电 流，其它两相电 Z1 流可根据对称性 N Z2 直接写出。 直接写出。 如： & I1 = 10 30 A u3 + i3 可知： 可知： 因为三相电压对称， 因为三相电压对称，且ZA = ZB = ZC I = 10 ? 90 A & 2 所以负载对称时，三相电流也对称。 所以负载对称时，三相电流也对称。 & I3 = 10 + 150 A & & & & 中线电流 IN = I1 + I2 + I3 = 0 负载对称无中性线时 负载对称时,中性线无电流 负载对称时 中性线无电流, 中性线无电流 Ul = 3UP 可省掉中性线。 可省掉中性线。 章目录 上一页 下一页 返回 退出 例1 ： 一星形联结的三相电路，电源电压对称。 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电 源线电压 u12 = 380 2 sin(314 t + 30)V 负载为电 。 灯组， 灯组，若R1=R2= R3 = 5? ，求线电流及中性线电流 ? IN ; 若R1=5 ? , R2=10 ? , R3=20 ? ,求线电流及中性 求线电流及中性 线电流 IN 。 L1 + i1 u1 N L3 iN u2 R3 u3 + + R1 N R2 L2 i2 i3 章目录 上一页 下一页 返回 退出 L1 + i1 u1 N L3 iN u2 R3 u3 + + R1 N R2 L2 i2 i3 解： 已知： 已知：&12 = 380 30 V U (1) 线电流 三相对称 & I2 & U1 = 220 0 V & U1 220 0 & I1 = A = 44 0 A = R1 5 & = 44 ?120A I = 44 + 120A 3 中性线电流 & & & & IN = I1 + I2 + I3 = 0 章目录 上一页 下一页 返回 退出 (2) 三相负载不对称（R1=5? 、R2=10 ? 、R3=20 ?） 三相负载不对称（ ? 分别计算各线电流 分别计算各线电流 中性线电流 & U1 220 0 & I1 = A = 44 0A = R1 5 & U2 220 ?120 & A = 22 ?120 A I2 = = R2 10 & U3 220 + 120 & I3 = A = 11 + 120 A = R3 20 = 29 ? 19 A 章目录 上一页 下一页 返回 退出 & & & & IN = I1 + I2 + I3 = 44 0A + 22 ?120 A + 11 + 120 A 例2：照明系统故障分析 在上例中， 在上例中，试分析下列情况 (1) L1相短路: 中性线未断时，求各相负载电压； 相短路: 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。 (2) L1相断路: 中性线未断时，求各相负载电压； 相断路: 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。 1 解: (1) A相短路 L1 1) 中性线未断 R1 此时 L1 相短路电流 N N R