理学三相正弦交流电改PPT学习教案

1、会计学1 理学三相正弦交流电改理学三相正弦交流电改 4-2 一、三相交流电动势的产生 A X Y C B Z S N 定子 转子 定子中放三个线圈： A X B Y C Z 首端 末端 三线圈空间位置 各差120o 转子装有磁极并以 的速度旋转。三个 线圈中便产生三个单相电动势。 第1页/共49页 4-3 二、三相电动势的表示式 2.三相电动势的特征： 大小相等，频率相同，相位互差120 。 240sin 120sin sin tEe tEe tEe mZC mYB mXA )120sin(tE m 1. 三角函数式 第2页/共49页 4-4 A E B E C E 3. 三相交流电的波形图及

2、相量表示关系 Em B e A e C e 三相交流电的波形图 三相交流电的相量图 第3页/共49页 4-5 5.1.2 三相交流电源的连接 一、三相电源的星形接法 A e C e B e A X Y C B Z N 1. 连接方式 第4页/共49页 4-6 C e （中线） （火线） （火线） （火线） c e B e A X Y C B Z N A e 三相四线 制供电 火线（相线）: A B C 中线（零线）：N 第5页/共49页 4-7 2. 三相电源星形接法的两组电压 CCN BBN AAN eu eu eu 相电压：火线对零线间的电压。 C e c e B e A C B N A

3、e AN u BN u CN u 第6页/共49页 4-8 线电压：火线间的电压。 AB u BC u CA u CA BC AB u u u C A B N 第7页/共49页 4-9 线电压和相电压的关系： 第8页/共49页 4-10 线电压与相电压的通用关系表达式 ： 在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为 V380 V220 lP UU、 第9页/共49页 4-11 二、三角接法 A CA u A X Y C B Z AB u BC u B C 特点：线电压=相电压 第10页/共49页 4-12 A A e C e B e X Y Z B C Em A e B e C e 三相交

4、流电源中三个 电源可以串接的原因 在于： 三个电源的电压任何瞬间相加均为零。 第11页/共49页 4-13 星形接法 A C B N Z Z Z 4.2 三相负载及三相电路的计算 三角形接法 A C B Z Z Z 负载也有两种接法: 第12页/共49页 4-14 A C B N Z Z Z AN u BN u CN u A i C i B i AN i CN i BN i 相电流(负载上的电流)： CNBNAN III 、 4.2.1 星形接法及计算 线电流(火线上的电流)： CBA III 、 第13页/共49页 4-15 lp II CNC BNB ANA II II II A C B

5、N Z Z Z N i A i C i B i AN i CN i BN i 一、星形接法特点 相电流=线电流 * CNBNANN IIII N I : 零线电流 第14页/共49页 4-16 * 线电压=相电压3, 线电压领先于相电压30 。 BN U AN U CN U AB U BC U CA U A C B N Z Z Z AN U AB U CN U BN U CA U BC U 30 3 30 3 CNCA BNBC UU UU 303 ANAB UU 第15页/共49页 4-17 B i A i A C B N ZA ZB ZC N i C i AN i CN i BN i C

6、e c e B e A e 二、负载星形接法时的一般计算方法 解题思路： 一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求 电流。 l u Z U IIuuuu p plpLppl 第16页/共49页 4-18 CA U AB U BC U (3) 中线电流 CBAN IIII N I CN U AN U BN U BN I CN I AN I (4) 各电流相量关系 180 240 30 C P CN L P BN P AN X U I X U I R U I 第17页/共49页 4-19 0 CBAN IIII )(ZZZZ CBA 负载对称时 问题及讨论 零线是否 可以取消 ？ 答：三相完全对称

7、时，零线可以取消。称为 三相三线制。 c e A C B Z ZZ C e B e A e 第18页/共49页 4-20 4. 三相三线制供电时各相电流的计算 A N N AI BI CI A E B E C E C B 求：各相电流。 已知： 240220 120220 0220 C B A E E E 每盏灯的额定值为: 220V、 100W 第19页/共49页 4-21 RRR R RR U N 211 2 1202201202200220 每盏灯为 220V、 100W 484 2 P U R A E B E C E R R R R N N A B C AI BI CI 、 V 120

8、55 N U A I B I C I 、 代入R 值得： 第20页/共49页 4-22 应用实例-照明电路 A C B . . . 一层楼 二层楼 三层楼 N 正确接法: 每层楼的灯相 互并联,然后分 别接至各相电 压上。设电源 电压为： V 220 380 P l U U 则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。 第21页/共49页 4-23 照明电路的一般画法 零线上不能加 刀闸和保险 A B C N . . . . . . . . 一 层 二 层 三 层 第22页/共49页 4-24 讨论 照明电路能否采用三相三线制 供电方式？ A C B . . . 一层楼 二层楼 三层楼 N 不加

9、零线 会不会出 现问题? 第23页/共49页 4-25 设线电压为380V。 A相断开后，B、C 两相串连，电压UBC （380V）加在B、C负载上。如果两相负载对称，则每相负载上的电压为190V。 问题1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通, 情况如何? A C B . . . 一层楼 二层楼 三层楼 分析： 结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。 第24页/共49页 4-26 问题2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/4 ）结果如何？ 结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压， 灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。 A C B R2 R3 V 76380 5 1

10、 3 R U V 304380 5 4 2 R U 分析 第25页/共49页 4-27 关于零线的结论 负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到 大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有 的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电 路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用 三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。 中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得 到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其 上不允许接保险丝也不允许接刀闸。 第26页/共49页 4-28 4.2.2 三角形接法及计算 AB i CA i BC i C i B i A i CA u AB u BC u A

11、 C B lLp UU 特点：负载相电压=线电压 第27页/共49页 4-29 各电流的计算 B i AB i CA i BC i C i A i CA u AB u BC u A C B ZAB ZBC ZCA CA CA CA BC BC BC AB AB AB Z U I Z U I Z U I 相电流 BCCAC ABBCB CAABA III III III 线电流 第28页/共49页 4-30 （2）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），各相电流有 效值相等，相位互差120 。有效值为： Z U IIII l PCABCAB B i AB i CA i BC i C i A

12、i CA u AB u BC u A C B ZAB ZBC ZCA （1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。 第29页/共49页 4-31 CAABA III 303 ABA II CA U ABU BC U B I C I AB I CA I BC I 303 303 CAC BCB II II 同理： 0 lAB UU 设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。 负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系 CA I A I A BC AB I CA I A I 第30页/共49页 4-32 负载对称时三角形接法的特点 B i AB i CA i BC i C i A i CA u A

13、B u BC u A C B lLp UU 303 pl II 注意电路 中规定的 正方向 第31页/共49页 4-33 负载对称时： cos3 pLp IUP 4.3 三相电路的功率 CBA PPPP 三相总有功功率： 由负载 性质决定 3 plLpl IIUU星形接法时： 3 plLpl IIUU 三角形接法时 ： cos3 ll IUP 4.3.1 三相电路的功率的计算 第32页/共49页 4-34 ll ll ll IUS IUQ IUP 3 sin3 cos3 有功功率： 无功功率： 视在功率： 在三相负载对称的条件下，三相电路的功率： 第33页/共49页 4-35 （书 P502）

14、 * * i1 i2 u 负 载 一、单相功率的测量 电动式瓦特计 在交流电路中 cos 1 UkI 其中， 为 间的夹角。ui , 1 指针偏 转角度 电流线圈 电压线圈 i2和 u 成正 比，且近似 同相 4.3.1 三相电路的功率的测量 第34页/共49页 4-36 二、三相功率的测量 1 W * * 2 W * * 3W * * 负 载 A C B N 三相总功率为三个功率表测得数据的总和。 三相四线制接法，用三个功率表测量： 第35页/共49页 4-37 三相总功率等于两表测得数据之和。 B u C i B i A i AC u BC u A C B C u A u A Z B Z

15、C Z 2 W * * 1 W * * 三相三线制的电路中，用二表法测功率： 第36页/共49页 4-38 两表法测量功率的原理： BCBACA CBBCAA CCBBAA uiui uuiuui iuiuiup BAC iii 结论：三相总功率等于两表测得数据之和。每单个功 率表的读数没有意义。 实验用的 三相瓦特计实际上就是根据“二表 法”的原理设计的。 第37页/共49页 4-39 求：功率表W1、W2的读数。 例 2W * * 电机 A I C I CB U A C B AB U 1 W * * 已知： 电机的功率为 2.5 kW, 。 866.0cos （设电机为星形接法，N为其中点

16、。） 电源线电压为380V，各相对称。 第38页/共49页 4-40 2W * * 电机 A I C I CB U A C B AB U 1 W * * A386. 4 866. 03803 105 . 2 cos3 cos3 3 l l ll U P I IUP （1）求电流大小 第39页/共49页 4-41 2W * * A I C I CB U A C B AB U 1 W * * ZB ZA ZC N AU V0220 NA U 设： ANU AB U BC U CA U CBU （2）求电流、电压的相位关系 V90380 V90380 V30380 CB BC AB U U U 则：

17、 第40页/共49页 4-42 2W * * A I C I CB U A C B AB U 1 W * * ZB ZA ZC N AU AB U ANU A I ABA UI 、 间的相位差 60 1 1 已知电机的 866.0cos 30866.0cos -1 A30386.4 A I 第41页/共49页 4-43 A U AB U BC U CA U CB U A I B I C I W3 .833 60cos386.4380 cos 11 AAB IUP W7 .1666 0cos386. 4380 cos 22 CCBI UP A90386.4 C I 同理，由相量图可得 0 2 C

18、BCUI 、 间的相位差 W1的读数为 833.3瓦 W2的读数为 1666.7瓦 第42页/共49页 4-44 相序的判定 三相交流电动势出现最大值 的先后顺序称为三相电源的相序。 A - B - C 称为顺相序 A - C - B 称为逆相序 将相序指示器接至三相电源 上，便可测出相序： 假设电容C接的是A相， 则 L1、L2 较亮者为B 相，另一相为C相。 证明，请见教 材P191和P192 C 灯泡 相序指示器 L1L2 灯泡 第43页/共49页 4-45 三相交流电路的小结（1）-三相电源 三相三线制 三相四线制 A A e C e B e C B N A e C e B e A C B A eC e B e A C B 三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。 第44页/共49页 4-46 三相交流电路的小结(2)-三相负载 星形负载三角形负载 A C B N Z Z Z A C B Z Z Z 第45页/共49页 4