三相电路三相电压PPT学习教案

1、会计学1三相电路三相电压三相电路三相电压第1页/共43页SN+_eeU1U2定子定子转子转子+e1e2e3+ 第2页/共43页铁心铁心(作为导磁路径作为导磁路径)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转子转子定子定子发电机结构发电机结构tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin(m3 tUu UUU 01)23j21(1203 UUU)23j21(1202 UUU第3页/共43页tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin(m3 tUu UUU 01 1202UU 1203UU第4页/共43页

2、对称三相电压的瞬时值之和为对称三相电压的瞬时值之和为 0，即，即0321 uuu0321 UUU或或因此称为因此称为三个正弦交流电压满足以下特征三个正弦交流电压满足以下特征第5页/共43页N L2 L3L1NU1V1W1(1) 联接方式联接方式中性点中性点321UUU、312312UUU、 Up Ul3u+1u2u12u+31u23u第6页/共43页2112UUU 3223UUU 1331UUU 由相量图可得由相量图可得 30303112UU 1U3U2U12U2U L1NL2L3+1u+31u2u3u12u23u第7页/共43页 p 相电压相电压线电压线电压 时时结结结论：电源形联结论：电源

3、形联UUl 且且超超线线电电压压形形联联结结时时结结论论：电电源源,3,Y PUUl 。三相线电压也是对称的三相线电压也是对称的前相应的相电压前相应的相电压 ,30 303223UU 303331UU+L2L1L312uBCU31u23u第8页/共43页第9页/共43页L3三相四线制三相四线制380/220伏伏 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10页/共43页第11页/共43页+1u2u3u+Z1Z2Z3Ni1i321III、N 电源中性点电源中性点N 负载中性点负载中性点1i2i3i第12页/共43页P3UUlP

4、IIl Y 联结时：联结时：321NIIII 333222111 ZUIZUIZUI +1u2u3u+Z1Z2Z3Ni1i1i2i3i第13页/共43页+1u2u3u+Z1Z2Z3Ni1i1i2i3i负载对称时负载对称时,中性线无电流中性线无电流,可省掉中性线。可省掉中性线。0321N IIII中中线线电电流流CBAZZZ 因为三相电压对称，且因为三相电压对称，且所以负载对称时，所以负载对称时，三相电流也对称。三相电流也对称。P3UUl 负载对称无中性线时负载对称无中性线时 负载对称时，负载对称时，只需计算一相电只需计算一相电流，其它两相电流，其它两相电流可根据对称性流可根据对称性直接写出。直

5、接写出。A15010A9010 A3010321 III可知：可知：如：如：第14页/共43页例例1 1：灯组，灯组，若若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。设一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压电源线电压 。负。负载为电载为电V)30314sin(238012 tu线电流线电流 IN 。N+1uN R1R2R3L1L2L32u3u1i2i3iNi第15页/共43页中性线电流中性线电流0321N IIII解：解： 已知：已知

6、：V3038012 UV02201 U A044A50220111 RUI(1) 线电流线电流 三相对称三相对称A120442 IA120443 IN+1uN R1R2R3L1L2L32u3u1i2i3iNi第16页/共43页(2) 三相负载不对称三相负载不对称（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分别计算分别计算各线电流各线电流中性线电流中性线电流A12011A20120220333 RUIA12022A10120220222 RUIA1929 A12011A12022A044321N IIIIA044A50220111 RUI第17页/共43页解解: (1) 中性线未断中性线未断L1

7、 L1L2 L3 L1L1 R1R3R2L1L2NL3N 第18页/共43页 3+3u 2u 1u L2L3L1 此时负载中性点此时负载中性点L1V380,V380,0,03313212211 UUUUUUUU第19页/共43页L1 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。A7 .1202103803223 RRUIV127107 .1222 IR UV254207 .1233 IR UiL2L3+ R1R3R2L1L2NL3N 第20页/共43页第21页/共43页321III、12I23I31IL1+12u12i23u31uL2L3i1i2i323i31iZ

8、31Z12Z23第22页/共43页(2) 相电流相电流121212ZUI 232323ZUI 313131ZUI (1) 负载相电压负载相电压=电源线电压电源线电压即即: UP = Ul即即相电流：相电流：312312III、线电流：线电流： 321III、L1+12u23u31ui1i2i3Z31Z12Z23L2L312i23i31i第23页/共43页相量图相量图I23I12I30负载对称时负载对称时, I2I3(3) 线电流线电流。3030且落后相应的相电流且落后相应的相电流(相电流),(相电流),3 3线电流线电流联接时联接时对称负载对称负载 : :结论结论 P IIl由相量图可求得由相

9、量图可求得31121III 12232III 23313III ZUIIIIPP312312 RXarctan312312 lIIII 321PP330cos2IIIl U23U12U3131I 1I第24页/共43页结论：对称三相电路负载电流、电压关系相电流线电流 pII2） 形连接1）Y形连接3030pU3U线电压超前相电压相电压线电压 pUU3030pI3I流滞后相电流线电第25页/共43页负载的额定电压负载的额定电压 = 电源的线电压电源的线电压应作应作 联结联结负载的额定电压负载的额定电压 = 电源线电压电源线电压31应作应作 Y 联结联结 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成

10、三三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)。第26页/共43页llIIUU31 ,pp 对称负载对称负载 联结时：联结时： PPPPcos3cos3 llIUIUP 同理同理ppppsin3 sin3 llIUIUQ llIIUU pp ,31对称负载对称负载Y联结时：联结时：相电压与相相电压与相电流的相位差电流的相位差当负载对称时：当负载对称时：P = 3Up Ipcos pllIUIUQPS3 3 PP22 所所以以第27页/共43页电力系统电力系统电力传输过程：电力传输过程：电力网额定电压等级为电

11、力网额定电压等级为: 3 kV、6 kV、10 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV第28页/共43页回顾：回顾： 三相电源三相电源分两部分分两部分:1. 静止部分静止部分:定子定子 2. 转动部分转动部分:转子转子三相交流电的产生三相交流电的产生( (同步发电机同步发电机):): 三相电源三相电源: :产生对称产生对称 的三相电动势的电源。的三相电动势的电源。SN+定子定子转子转子第29页/共43页表达式表达式: : u1 = Emsint u2 = Emsin(t 120o) u3 = Emsin(t +120o)(a) 波形图波形图uu1u2u3tO(b) 相量图

12、相量图相量表示法相量表示法: : U3 = Em 1200 U2 = Em 1200U1 = Em 00U1 U2 1200U3 12001200 相序：相序：三相电动势由超三相电动势由超 前相到滞后相的顺序前相到滞后相的顺序。 第30页/共43页( (一一) )三相电源的星形联结三相电源的星形联结三相四线制三相四线制: L1 、L2 、L3 加加 N 三相三线制三相三线制: :L1 、L2 、L3 无无 N 相电压相电压: U1 、U2 、U3线电压线电压: U12 、U23 、 U31+U1_ _U2+ _U3+ + U12_+ U23_ _U31+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N可

13、提供两种电压可提供两种电压: :三相电源的星形联结三相电源的星形联结第31页/共43页( (二二) )三相电源的三角形联结三相电源的三角形联结注意：注意：这种接法只有三相三线制。这种接法只有三相三线制。L1L2L3132 +U12=U1 _ +U23=U2 _ _ U12=U1 + IL1 IL2 IL3 I1 I2 I3 三相电源的星形联结三相电源的星形联结第32页/共43页结论：对称三相电路负载电流、电压关系相电流线电流 pII2） 形连接1）Y形连接3030pU3U线电压超前相电压相电压线电压 pUU3030pI3I流滞后相电流线电第33页/共43页有功功率有功功率无功功率无功功率视在功

14、率视在功率说明说明任意任意负载负载P = P1+ P2+ P3Q = Q1+ Q2+ Q3S = S1+S2+S3对称对称负载负载P = 3P1 = 3Up Ip cos =3 Ul Il cos Q = 3Q1 = 3Up Ip sin =3Ul Il cos S = 3S1 = 3Up Ip =3 Ul Il相值相值线值线值三相电路的功率三相电路的功率第34页/共43页 有一三相电动机有一三相电动机, 每相的等效电阻每相的等效电阻R = 29 , 等等效效 感抗感抗XL=21.8 , 试求下列两种情况下电动机的试求下列两种情况下电动机的相电流相电流、 线电流线电流以及从以及从电源输入的功率

15、电源输入的功率，并比较所得的结果：，并比较所得的结果： (1)电动机绕组联成星形接于电动机绕组联成星形接于Ul =380 V的三相电源上的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于绕组联成三角形接于Ul =220 V的三相电源上。的三相电源上。解解: (1)A1 . 6A8 .212922022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322 llIUPWk2 . 38 . 01 . 63803 第35页/共43页Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3 llIUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)A5 .103P IIl 比较比较(1), (2)

16、的结果的结果: 有的电动机有两种额定电压有的电动机有两种额定电压, 如如220/380 V。当电源电压为当电源电压为380 V时时, 电动机的绕组应联结成电动机的绕组应联结成星形星形；当电源电压为当电源电压为220 V时时, 电动机的绕组应联结成电动机的绕组应联结成三角形三角形。在三角形和星形两种联结法中在三角形和星形两种联结法中, 相电压、相电流相电压、相电流以及功率都未改变以及功率都未改变，仅，仅三角形联结情况下的线电流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比星形联结情况下的线电流增大 倍倍。3第36页/共43页L1L2L3 ZYR 线电压线电压Ul为为380 V的三相电源上

17、，接有两组对称的三相电源上，接有两组对称三相负载：一组是三角形联结的电感性负载，每相三相负载：一组是三角形联结的电感性负载，每相阻抗阻抗 ; 另一组是星形联结的电阻性另一组是星形联结的电阻性负载，每相电阻负载，每相电阻R =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；(2) 电路线电流；电路线电流；(3) 三相有功功率。三相有功功率。 373 .36Z设设解：解：V038012 UV302201 U则则第37页/共43页一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示 A37-47.10A3736.303801221 ZUI A03-22Y

18、1Y1 RUI A6713.1803-37347.101 I A7 .463830226713.18Y111 III第38页/共43页1U12U1IWk4 . 2144809546W223803W8 . 013.183803cos3cos3YY llllIUIUPPP-30o-67o-46.7oY1I 1I第39页/共43页 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，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，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、合、S2断开时断开时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P 。 AAAS2Z12Z23第40页/共43页或：或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R 223/32.17220PPIUZllIUP3cos 68. 0 1568. 022cos ZR 1 .16733. 022sin ZXL(1) 由已