电工学第三章三相电源及其负载和功率.ppt

1、第 3 章 三相电源及其负载和功率,3.1 三相电源 3.2 三相负载 3.3 三相电路的功率,目 录,1. 三相电动势的产生,在两磁极中间，放一个线圈，让线圈以的角速度顺时针旋转，线圈中产生感应电动势,3.1 三相电源,返回,三相交流发电机的原理图,定子中放三个线圈,三线圈空间位置 各差120o,转子装有磁极并以 的角速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势,三相交流发电机产生三相电动势,返回,三相电动势,波形,返回,相量表示法,相量图,三相电源:产生对称的三相电动势的电源,三相电动势的相量关系,三相电动势的特征,幅值相等，频率相同，相位互差120,相序: 三相电动势由超前相到滞后相的顺序,

2、返回,2、三相电源的星形联结（三个末端连在一起,三相四线制:L1 L2 L3 （火线）加N （零线,相电压（每相始端与末端Up）: U1 、U2 、U3,线电压（任意两始端间UL）: U12 、U23 、 U31,返回,1）相电压与线电压的关系,相量图,根据基尔霍夫电压定律,返回,1、相电压对称: Up= U1= U2= U3 线电压也对称: UL= U12= U23= U31,结论,大小关系,U12超前U1 300 (相位关系,在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为,返回,2）相电流与线电流的关系,根据基尔霍夫电流定律,相电流和线电流都是对称的 Ip= Il 并且相位相同,结论,返回

3、,3、三相电源的三角形联结,注意:这种接法只有三相三线制,返回,将三相电源中每相绕组的首端依次与另一相绕组的末端连接，形成闭合回路,1）相电压与线电压的关系,有,结论: 1、相电压和线电压都对称 2、Up= UL 且相位相同,返回,2）相电流与线电流的关系,根据基尔霍夫电流定律,相量图,返回,结论,注意: 一般所说的三相电源电压、三相电源电流是指 线电压、线电流,相量图,返回,思考题1,1)星形联接的对称三相电源，若相电压 则 和 是多少,返回,2)三角形联结的对称三相电源，空载运行时，三相电动势会不会在三相绕组所构成的闭合回路中产生电流？ 答：不会。因对称三相电动势的大小相等，相位互差120

4、，因此向量和为0，故不会在回路中产生电流,答,3.2 三相负载,三相负载分为两种,三相负载的连接方式有两种,由三相电源供电的负载称为三相负载,返回,每相负载首末端之间的电压,负载从供电线上取用的电流,每相负载中流过的电流,两相负载两始端之间的电压,无论采用哪种连接方法，都存在,相电压,线电压,相电流,线电流,返回,注：三相负载为三相四线制时星形连接,1、三相负载的星形联结,返回,1)线电压与相电压的关系,根据基尔霍夫电压定律,若电源电压对称,负载的线电压和相电压是对称的,返回,3、当负载对称时: Z1=Z2=Z3,1、负载的线电压和相电压都对称,相量图,结论,4、三相对称电源+三相对称负载=三

5、相对称电路,返回,2)相电流与线电流的关系,根据基尔霍夫电流定律,若电源电流对称,负载的线电流和相电流也是对称的,返回,结论,讨论,一般中线（零线）可不要,必需有中线（零线,若负载对称,相电流和线电流就对称,返回,2、三相负载的三角形联结,这种连接方法只能是三相三线制,返回,1)相电压与线电压的关系,返回,2)相电流与线电流的关系,根据基尔霍夫电流定律,相量图,返回,若负载对称 相电流和线电流对称,若负载不对称,由于电源电压对称,故负载的相电压对称,但相电流和线电流不对称,结论,IL滞后于与之对应的IP 300,返回,三相负载采取那种联结方式 取决于电源电压和负载的额定电压,原则上应使负载的实

6、际工作相电压等于额定相电压,如:某三相异步电动机,三相绕组的额定电压是220V, 若电源电压分别为380V和220V,应采取那种联结方式,答:电源电压为380V: Y接 电源电压为220V: 接,说明,若为单相多台负载，应尽量均匀地分布在三相上,返回,思考题2,1、三相负载对称是指下述三种情况中的哪一种： (1) (2) (3) 2、在对称三相电路中，下述两式是否正确： (1) (2,返回,3.3 三相电路的功率,返回,思考题3,1)、一般情况下，S=S1+S2+S3是否成立,返回,答：一般不成立,思考题3,2)、同一三相负载采用三角形联结，接于线电压为220V的三相电源上，以及采用星形联结，

7、接在线电压为380V的三相电源上，试求这两种情况下三相负载的相电流、线电流和有功功率的比值,答,返回,3)同一三相负载，采用三角形联结和星形联结接于线电压相同的三相电源上，试求这两种情况下负载的相电流、线电流和有功功率的比值,思考题3,答,返回,4)有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路，已知电源相电压为220V，负载每相阻抗模为10，试求负载的相电流和线电流，电源的相电流和线电流,思考题3,返回,答： 电源线电压： 负载线电压： 负载相电压： 负载相电流： 负载线电流： 电源线电流： 电源相电流,思考题3,5)有一电源为三角形联结，而负载为星形联结的对称三相电路，已知电源相电压为220V，每相负载的阻抗模为10，求负载和电源的相电流和线电流,答： 电源线电压： 负载线电压： 负载相电压： 负载相电流： 负载线电流： 电源线电流： 电源相电流,返回,三相交流电路的小结-三相电源,三相三线制,三相四线制,返回,三相交流电路的小结-三相负载,