第5章 三相电路

1、第第5章章NS AZBXCYNS U1W2V1U2W1V2NS U1W2V1U2W1V2U1U2eeV1V2eeW1W2ee(1) t=0时时, 相绕组的感相绕组的感应应电动势达到最大。电动势达到最大。(2) t=120时时, 相绕组的相绕组的感应感应电动势达到最大。电动势达到最大。(3) t=240时时,相绕组的相绕组的感应感应电动势达到最大。电动势达到最大。三相交流发电三相交流发电机结构示意图机结构示意图第第5章章 5.1各相各相绕组绕组中中感应感应电动势的正方向电动势的正方向e1U1U2e2V1V2e3W1W2 t0Em Eme1e2e32 e1= Emsin te2= Emsin (

2、t 120 )e3= Emsin ( t +120 )幅值相等幅值相等, 频率相同频率相同, 彼此间的相位差也相等。彼此间的相位差也相等。120E1E3E2120120相量图相量图第第5章章 5.1L1L2L3EUEWEVU1U2U3U23U12U31U1E1=U2E2=E3U3=发电机发电机绕组星形绕组星形联接联接, 可提供两种数值的电压。可提供两种数值的电压。相电压：相电压：线电压：线电压：N中性线中性线相线相线相线相线相线相线U12U1U2=U23U2U3=U31U3U1=第第5章章 5.1=UP 120U230发电机发电机绕组星形绕组星形联接时线电压与相电压的关系联接时线电压与相电压的

3、关系U12U1U2=3030U1U2U3U12U2U23U3U31U1=UP 0U1相电压相电压线电压线电压U3=UP 120U1= 303U23=U2 303U31=U3 303在大小关系上，线电压是相电压的在大小关系上，线电压是相电压的 倍，倍，在相位上在相位上, 线电压比相应的相电压超前线电压比相应的相电压超前30 。 3第第5章章 5.1线电压也对称且：线电压也对称且：0303 PLUU1U 2U3U12U23U31U模增大模增大 倍，相位加倍，相位加3003模缩小模缩小 倍，相位减倍，相位减3003模模不不变变，相相位位角角加加12000303 PLUU0303LPUU第第5章章 5

4、.1例例: 发电机发电机绕组星形绕组星形联接联接, 已知线电压已知线电压 U31=380 120 V，试求：试求：U23U12U1U2U3和和、303030U1U2U3=380 0 VU12由由相量图得相量图得U23=380 120 VU1=220 30 VU2=220 150 VU3=220 90 VU12U31U23=380/ =220V3UP= Ul / 3第第5章章 5.1L1L2L3N 负载的连接负载的连接方式与其额定方式与其额定电压对应。电压对应。 负载星形联接：负载星形联接：负载的额定电压为负载的额定电压为电源的相电压。电源的相电压。KMKM40w60w100w40w60w60w

5、第第5章章 5.2黄色黄色绿色或蓝色绿色或蓝色红色红色蓝色或褐色蓝色或褐色黄绿色黄绿色保护保护地线地线PEUVWNZ2Z3INIL2IL3= IL2= U2Z2IL3= U3Z3=INIL2IL3+N 每相负载上的电压等于电源的相电压每相负载上的电压等于电源的相电压, 相电流等于线相电流等于线电流。电流。推定各负载电压，推定各负载电压， 计算各相负载中的电流。计算各相负载中的电流。 +-U2U31U U2-第第5章章 5.2Z1 =Z2= Z3 = Z UVWU1U2U3NN Z1Z3 U V IL1IL2IL3W IL1与与 是一组对称三相电流。是一组对称三相电流。IL3、IL2IN中性线电

6、流中性线电流=INIL1IL2IL3+=0三相负载对称时可以不要中性线三相负载对称时可以不要中性线.相量图相量图断开中性线后断开中性线后,仍有仍有 VN =VNZ2IL2 IL1IL3U1U2U3第第5章章 5.21. 根据已知条件设根据已知条件设 ，随后推导出，随后推导出 。010PUU 23UU，则依次按照下面的步骤进行计算：，则依次按照下面的步骤进行计算： 123iLiiUIiZ= 31NLiiIIcos123iiLiiPU Ii=31iiPP，则依次按照下面的步骤进行计算：，则依次按照下面的步骤进行计算： 111PUIZ 23LLII133cosllPPU I=123ZZZZ11LPI

7、I &W U320 IL3W UVU1U2N5 10 IL1INIL2例例：已知三相电源的相电压已知三相电源的相电压UP=220V，求：有求：有和和两种情况下，各相负载的相电两种情况下，各相负载的相电压、相电流及中性线电流。压、相电流及中性线电流。N U V 01U220 0 V U2U31U 第第5章章 5.2INU1U2U3IL1 =220 0 VU1 =220 120VU2 =220 +120 VU3 = IL1+ IL2+ IL3IN = 29.1 19.1 A19.1IL2IL3Z1 =5 ，Z2=10 ，Z3 =20 =44 0 AIL1=U1 Z1=11 +120 AIL

8、3=U3 Z3=22 120AIL2=U2 Z2相量图相量图第第5章章 5.2先用先用求出负载中性点与电源中性点间的电压求出负载中性点与电源中性点间的电压= 83.2 19 V.UN N+U2 Z2= U1 Z1+U3 Z3+Z31+Z21Z11UVWU1U2U3NN 51020IL1IL2IL3U2 U1 U3 各相负载上的实际相电压各相负载上的实际相电压=.U1=144 11 V=U2 .UN NU2=249.5 -139o V=U3 .UN NU3=288 131o VN NU 第第5章章 5.2139o131oU2U3UN N.IL3IL2各相负载的相电流各相负载的相电流=28.8 1

9、1 A I1U1 = Z1U1U2U3相量图相量图U111 I2U2 = Z2=24.95 -139o A I3U3 = Z3=14.4 131o AIL1！第第5章章 5.2icAXLicicBXcRiNNCN例题：已知例题：已知UL=380V，R=Xc=XL=10。求：各相火线电流、中性线电流和三相总有功功率求：各相火线电流、中性线电流和三相总有功功率P。jj第第5章章 5.23LI2LI1LINIL3L2L1解：设解：设000123U220 0 V,U220120 V,U220 120 V所以；001L1002L20C003L30L0NL1L2L3211U220 0I22 0 AR10U

10、220 -120I2230 A-jX10 -90U220 120I2230 AjX10 903IIII2222222 2.73298 0 A2PPI R4840W IBIAIC例：在例：在和和两种情况下，分析两种情况下，分析U相负载发生短路或断路时电路的工作情况。相负载发生短路或断路时电路的工作情况。UVWU1U2U3NZ1Z2Z3INIL2IL3FUIA熔断熔断 仅仅A相熔断器熔断相熔断器熔断, V相、相、W相负载仍正常工作。相负载仍正常工作。N U V W FUFU=0IL1UVU1U2NZ1Z2IL2FUIL1V相、相、W相负载承受电源线电压，相负载承受电源线电压，IL2、 IL3增大，

11、增大，IL2= (IL1IL3+), FU不一定熔断不一定熔断, V相、相、W相负载损坏。相负载损坏。N U V W U3Z3IL3W FUFUUVU1U2NZ1Z2INIL2SV相、相、W相负载正常工作。不受影响。相负载正常工作。不受影响。N U V W U3Z3IL3W FU FUFUU3 V相、相、W相负载串联，接在线电压相负载串联，接在线电压 U23上，仍不能正常工作上，仍不能正常工作UVU1U2NZ1Z2IL2SFUN UVW U3Z3IL3WFUFUU3 23U 第第5章章 5.2第第5章章 5.2L1L2L3N 当负载的额定电压等于电源的线电压时，应将负载当负载的额定电压等于电源

12、的线电压时，应将负载接在两根火线之间接在两根火线之间。U1U2V1V2W1W2第第5章章 5.3L1L2L3Z23Z31Z12U23U12U31IL2IL3IL1I23I12I31 三相负载三相负载三角形三角形联接时，联接时，= U12Z12I23= U23Z23I31= U31Z31线电流线电流I23I12=IL3I31I23=第第5章章 5.21. 根据已知条件设根据已知条件设 ，随后推导出，随后推导出 。这些。这些相电压就是对应三相负载上的电压。相电压就是对应三相负载上的电压。 0120lUU 2331UU，则依次按照下面的步骤进行计算：，则依次按照下面的步骤进行计算： 121212UI

13、Z 11231LIII12121212cosPU I31iiPP第第5章章 5.2对称负载对称负载三角形三角形联接联接L1L2L3Z23Z31Z12U23UABIL2IL1I23I12Z12 =Z23= Z31 =Z= Z 与与 是一组对称三相电流；是一组对称三相电流；、I23I12I31相电流相电流IL1与与 也是一组对称三相电流。也是一组对称三相电流。IL3、IL2线电流线电流IL2I23I12=IL1I12I31=IL3I31I23=第第5章章 5.2对称负载对称负载三角形三角形联接时，电压、联接时，电压、电流的相量图电流的相量图U12U12U3130o IL1I12I31I23I313

14、0oIL3I2330oIL2I12=3IL1I12-30 =3IL2I23-30 =3IL3I31-30 在大小关系上，线电流是相电流的在大小关系上，线电流是相电流的 倍，在相位上倍，在相位上,线线电流比相应的相电流滞后电流比相应的相电流滞后30 。 _30330lPII第第5章章 5.2，则依次按照下面的步骤进行计算：，则依次按照下面的步骤进行计算： 121212UIZ 2331II1233cosllPPU I0303 PLII0121303 IIL ZZZZ312312第第5章章 5.2L1L2L3IL2IL3I23I12I31RRRNIL1IL1例例: 三相对称电源三相对称电源 负载负载

15、 R=38 , UN=380V。接在。接在A与与N之间的单相负载之间的单相负载 Z1= 10 300, 试求各相电流和线电流试求各相电流和线电流, 并画出相量图并画出相量图 。 U12 =380 0o V , 三相电阻炉每相三相电阻炉每相第第5章章 5.21.有功功率：有功功率：P =P1+ P2+ P3 ,2.无功功率：无功功率：Q =Q1+ Q2+ Q3，Q1= U1PI1Psin 1 3.视在功率：视在功率：S = P2+Q2 = 3 Ul Il cos 2.无功功率：无功功率：Q = 3Q1= 3UP IPsin = 3 Ul Il sin 3.视在功率：视在功率：S = P2+Q2

16、= 3 Ul Il P1= U1PI1Pcos 1 Y: Ul = 3 UP ; Il =IP : Ul =UP ; Il = 3 IP1.有功功率：有功功率：P = 3P1= 3UP IP cos 式中的式中的 角仍为对应负载的幅角！角仍为对应负载的幅角！第第5章章 5.4例题：例题：已知线电流为已知线电流为220v的三相电源中接有两组对称性负载，的三相电源中接有两组对称性负载，R=10,Z为电感性负载，为电感性负载， 。求：总的线电流和总的有功功率。求：总的线电流和总的有功功率。RCR10ZIAYlIAlZAZRBIAl1. 确定电压的确定电压的相量关系式相量关系式,12,123,15,9

17、0l000ABBCCA000ABCU =220vU=220 0 v U=2200 v U=2200 v220220220U =0 v U =0 v U =v33306038Z2.确定电流的关系式确定电流的关系式因为负载都是对称的三相负载，线电流与相电流的关系式容易确定因为负载都是对称的三相负载，线电流与相电流的关系式容易确定lPYlYP0I =II3I-303.计算总的线电流计算总的线电流00223012.7303AAYlAYPAYPAYlAYPAI=IUI=IR0000000106033017.329012.73017.3290ABABA lABAlAYlA lUIAZIIAIII 4.计算

18、总的有功功率计算总的有功功率3cos3cos3220 12.73 380 17.32 0.5YlYlYYllPPPU IU I一、填空题一、填空题1. 三相对称电动势是指三相对称电动势是指 。2. 已知：已知： ，则，则 。 3. 某一对称负载星形联接的某一对称负载星形联接的 , 则由此可知则由此可知L1、L2间的线电压间的线电压 。 4. 某一对称负载三角形联接的某一对称负载三角形联接的 , 则由此可知则由此可知VW间的相电流间的相电流 。 5. 所谓负载对称，是指各相所谓负载对称，是指各相 。二、判断题二、判断题6. 电脑用的电源线插头有三个插柱，它们是插在三相交流电电脑用的电源线插头有三个插柱，它们是插在三相交流电源上的。源上的。 （ ）7. 三相四线制输电的电路中，零线就是接地线。三相四线制输电的电路中，零线就是接地线。 （ ）8. 三相交流电机有三根电源线，它是三相负载；电灯有两根三相交流电机有三根电源线，它是三相负载；电灯有两根电源线，所以它是两相负载。电源线