计算机机械设计课件汇总

1、目录 1、三相对称电源三相对称电源 2、三相负载的星形联结三相负载的星形联结 3、三相负载的三角形联结三相负载的三角形联结 4、三相交流电流的功率及其测试三相交流电流的功率及其测试三相正弦交流电路三相正弦交流电路 三相电路在生产上应用最为广泛。发电、输配电三相电路在生产上应用最为广泛。发电、输配电和主要电力负载，一般都采用三相制。和主要电力负载，一般都采用三相制。三相交流发电机是产生正弦交流电的主要设备。三相交流发电机是产生正弦交流电的主要设备。NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS三相交流发电机由三个对称三相交流发电机由三个对称的绕组组成，在空间上彼此的绕组组成，在空间上彼此相

2、差相差120 ，它们的始端记为，它们的始端记为A、B、C（U、V、W），），末端记为末端记为X、Y、Z。三相电源三相电源三相对称电动势的表达式tsinEemA)120tsin(EemB)120tsin(E)240tsin(EemmC t06323265267342335611eAeBeC XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+ XAYCBZSN+A相相B相相C相相三相对称电动势的相量表示法)23j

3、21(E120/EEB)2321(120/jEEEC 与前面瞬时值表示法和波形曲线表示法对应三与前面瞬时值表示法和波形曲线表示法对应三相对称正弦交流电也可用相量表示法表示：相对称正弦交流电也可用相量表示法表示：BE.E0/EEAA.ECE.0eeeCBA0EEECBA三相电源的联结三相电源的联结（1）星形联接）星形联接发电机三相绕组通常将三个末端接在一起，该点成为中点发电机三相绕组通常将三个末端接在一起，该点成为中点或零点或零点(N)。即星形。即星形(Y)接法。接法。CeAeBeCuBuCuAuABuBCuCAABNANBC三个始端A、B、C引出三根端线，加上中点引出的总线，称为三相四线制三相

4、四线制。相电压相电压：每相绕组两端的每相绕组两端的电压，即端线与中先线之间电压，即端线与中先线之间的电压。其有效值为的电压。其有效值为UA、 UB、 UC，一般用，一般用U p表示。表示。线电压线电压：任意两端线之间任意两端线之间的电压。其有效值的电压。其有效值为为UAB、 UBC、 UCA，一般，一般用用Ul 表示。表示。线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系30B.UC.UAB.UBC.UCAU.A.UB.A.AB.UUUC.B.BC.UUUA.C.CA.UUUpplU2330cosUU21plUU3由此，星形联接的发电机由此，星形联接的发电机或变压器可以输出两种电或变压器可以输出两种电

5、压，如：压，如：220V和和380V。线电压越前与相电压相线电压越前与相电压相位位30。三相负载的联结三相负载的联结 三相电路的分析方法与单相基本一致。三相电路的分析方法与单相基本一致。根据实际电路画出电路模型图；根据实际电路画出电路模型图；选择电压或电流的参考方向；选择电压或电流的参考方向；根据基本定律和分析方法求解电路根据基本定律和分析方法求解电路iu的的关系；关系；再进一步确定三相功率。再进一步确定三相功率。三相电路的负载有两种联接方法三相电路的负载有两种联接方法星形星形(Y)联接和三角形联接和三角形( )联接联接ABCN右图即是右图即是“电灯、电动机负载电灯、电动机负载的星形联接的星形

6、联接”。一、对称负载星形联接电路的计算一、对称负载星形联接电路的计算 所谓对称负载应满足以下条件：ZZZZCBACBA和和ZUIIIIppCBA由于三相电压也是对称的，所以负载电流亦对称0IIIICBAN负载电路的星形联接,ZUIAAA,ZUIBBBCCCZUI|Z|Z|Z|i Ni Ai Bi Cu Bu Au C在对星形联接三相对称电路进行计算时，一般只计算一相即可。VtuAB)30sin(2380负载电路的星形联接一星形联接的三相对称负载电路，每相的电阻R=6，感抗XL =8。电源电压对称，设试求电流。|Z|Z|Z|i Ni Ai Bi Cu Bu Au CCI.CU.BU.AU.AI.

7、BI.BCAABU.解因负载对称，故只计算一相电路。由题意，相电压有效值UA=220V，其相位比线电压滞后30，即VtuAsin2220A相电流AZUIAAA228622022在A相，电流iA比电压uA滞后角5368arctgRXarctgL例所以，得根据对称关系，其它两相电流为负载电路的星形联接AtiA)53sin(222AttiB)173sin(222)12053sin(222AttiC)67sin(222)12053sin(222相电压相量可分别表示为相电流相量可分别表示为V0/220UAV120/220UBV120/220UCA53/22IAA173/22IBA67/22IC由几何关系

8、可求得中线电流为零，本题与无中线情况相同。0IIIICBAN对称负载星形联接分析步骤A相负载相电流（即线电流）A相负载相电压有对称关系求出B、C相电压、电流LAAZZUIZIUAA负载电路的星形联接关于负载不对称的三相星形联接关于负载不对称的三相星形联接电路，应按两种情况分析计算。见下面例题分析。电路，应按两种情况分析计算。见下面例题分析。相电压为相电压为Up=220V的对称电源；各相负载为电灯组，在额定的对称电源；各相负载为电灯组，在额定220V电压下各相电阻分别为电压下各相电阻分别为RA=5, RB=10, RC=20。试求负。试求负载的相电压、负载电流及中线电流。载的相电压、负载电流及中

9、线电流。负载电路的星形联接RARBRCi Ni Ai Bi Cu Au Bu CACB虽然负载不对称，因中线的虽然负载不对称，因中线的存在，负载相电压与电源的存在，负载相电压与电源的相电压相等也是对称的，有相电压相等也是对称的，有效值亦为效值亦为 220V。V120/220UBV0/220UAVUC120/220及及例线电压为线电压为380V的三相对称电源，各相电的三相对称电源，各相电阻分别为阻分别为RA=5, RB=10, RC=20，无中线。试求负载的相电压、负载电流。无中线。试求负载的相电压、负载电流。RARBRCABCiAiBiCuaNu buc由线电压数值可知相电压由线电压数值可知相

10、电压应为应为220V，设，设A相电压相电压VUA0/220则则B、C相电压分别为相电压分别为VUB120/220VUC120/220欲求各相电压及电流，应用节点电压法先求负载中点电欲求各相电压及电流，应用节点电压法先求负载中点电位位即即2011015120120/22010120/22050/220111CBACCBBAANRRRRURURUU解解借助相量图，计算中点电位，分子三项表示为三个相量求和，2011015120120/22010120/22050/220NU0/44120/22120/110/33120/11从而得：1 .19/ 1 .29VUN1 .19/ 1 .8335. 01

11、.19/ 1 .29进而VUUUNAa9 .10/1441 .19/ 1 .830/220VUUUNBb1 .139/4 .2491 .19/ 1 .83120/220VUUUNCc9 .130/0 .2881 .19/ 1 .83120/220各相电流为AIA9 .10/ 8 .28AIB1 .139/9 .24AIC9 .130/4 .14星形联接负载对电源的要求：三相负载的相电压必须对称三相负载的相电压必须对称。若负载不对称若负载不对称而又没有中线时，负载的相电压就不对称。而又没有中线时，负载的相电压就不对称。偏离电源相电压的额定值，过高或过低的电偏离电源相电压的额定值，过高或过低的电源

12、相电压对负载是有危害的。源相电压对负载是有危害的。2. 中线的作用就在于使不对称的星形联接负载中线的作用就在于使不对称的星形联接负载得到对称的相电压。为保证这种对称性，就得到对称的相电压。为保证这种对称性，就不能让中线断开。因此，三相电源的中线内不能让中线断开。因此，三相电源的中线内不接入熔断器或闸刀开关。不接入熔断器或闸刀开关。 负载三角形联接的三相电路如右图：ABCiBiCuABu BCuCAiABiBCiCA| ZAB | ZBC | ZCA |iA每相负载的阻抗分别为|ZAB|、 |ZBC| 、 |ZCA| 。图中各相负载都接在电源的线电压上，负载的相电负载的相电压与电源的线电压相等压

13、与电源的线电压相等。不论负载是否对称，其相电压相电压总是对称的 ，即UAB = UBC = UCA = Ul = Up各相负载相电流相电流的有效值分别为,ABABABZUI,BCBCBCZUICACACAZUI负载电路的三角形联接负载的线电流可由KCL列式计算：BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII如果负载对称，则 | ZAB| = |ZBC| = |ZCA| = | Z | 和 AB = BC = CA= 。 此时，负载电流也是对称的。ZUIIIpCABCAB负载电路的三角形联接对称负载的线电流与相电流的关系 由于负载对称，可根据线电流与相电流的关系作出相量图。显然线电流也是对称的

14、，在相位上比相应的相电流滞后30根据相量图，线电流的大小为I l = 2 I p cos30 = Ip 3作为常见负载的电动机，其三相绕组可以接成星形，也可作为常见负载的电动机，其三相绕组可以接成星形，也可以接成三角形；而照明负载，一般都接成有中线的星形。以接成三角形；而照明负载，一般都接成有中线的星形。负载电路的三角形联接三相交流电路的功率及其测量三相交流电路的功率及其测量 不论负载是星形联接还是三角形联接，电路总的有功功率必定等于光相有功功率之和。CBAnnpnpnCBAIUPPPP,)cos( 当负载对称负载对称时，各相的有功功率都是相等的。 因此三相总功率为cos33pppIUPP对于星形对称负载pUU3lpII l对于三角形对称负载pUU lpII3l三相对称负载的有功功率三相对称负载的有功功率cos3llIUP无功功率和视在功率为无功功率和视在功率为sin3llIUQllIUS3例对称负载联成三角形，已知电源电压 Ul =220V, 安培计读数 Il =17.3A, 三相功率P=4.5kW。试求：每相负载的电阻和感抗；当AB相断开时，各安培计的读数和总功率；当A线断开时，求各安培计的读数和总功率。ABCiAiBiCAAAABC解：由题意，视在功率kVAIUS6 . 63ll根据cosSP得47cosSP负载相电流AIIp103/l负载