《电工与电子学》课件：第五章三相电路

1、回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出5.1 5.1 三相电压三相电压5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路5.3 5.3 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路5.4 5.4 三相功率三相功率回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出掌握三相四线制电路中单相及三相负载的正确联掌握三相四线制电路中单相及三相负载的正确联结，并了解中性线的作用；掌握相电压（相电流）与结，并了解中性线的作用；掌握相电压（相电流）与线电压（线电流）在对称三相电路中的相互关系；掌线电压（线电流）在对称三相电路中的相互

2、关系；掌握对称三相电路电压、电流和功率的计算方法。握对称三相电路电压、电流和功率的计算方法。 三相电源与三相负载的正确联结，对称三相电路三相电源与三相负载的正确联结，对称三相电路的计算。的计算。回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出负载三角形联结的三相电路计算。负载三角形联结的三相电路计算。讲课讲课3 3学时，习题学时，习题1 1学时。学时。 回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出5.1.1 三相电压三相电压每相电枢绕组每相电枢绕组ee+-+-+-u1U1U2-三相交流发电机的原理图三相交流发电机的原理图+ + + +

3、SN+-U1U2W1W2V2V1回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出例如：三相对称正弦电压例如：三相对称正弦电压相相量量表表示示01UU1202UU1203UU三相对称交流电：三相对称交流电：幅值相等，幅值相等，频率相同，相位互差频率相同，相位互差120。tUusinm1)120sin(m2tUu)120sin(m3tUu瞬瞬时时表表示示 3U1U2U120120相相量量图图表表示示5.1 5.1 三相电三相电压压Outu1u2u323波波形形表表示示回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出三相对称正弦电压的瞬时值或相

4、量之和为零，即三相对称正弦电压的瞬时值或相量之和为零，即相序：相序：三相交流电压出现正幅值三相交流电压出现正幅值( (或相应零值或相应零值) )的顺序。的顺序。0321uuu0321UUU电力系统一般采用正序，即电力系统一般采用正序，即U1V2W3。三相电源的联结方式三相电源的联结方式星形联结星形联结三角形联结三角形联结5.1 5.1 三相电三相电压压结论：三相对称交流电的瞬时值或相量之和为零。结论：三相对称交流电的瞬时值或相量之和为零。相序分为正序（顺序）和反序（逆序）。相序分为正序（顺序）和反序（逆序）。回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出+-u3+

5、-u12+-u23+-u31+-u2+-u1中性线中性线( (零线零线) )中性点中性点( (零点零点) )发电机的星形联结发电机的星形联结5.1.2 三相电源的星形联结三相电源的星形联结5.1 5.1 三相电三相电压压U1V1W1NL1L2L3i2i3i1相电压：相电压：u1、u2、u3线电压：线电压：u12、u23、u31相线相线 ( (端线、火线端线、火线) )相线相线 ( (端线、火线端线、火线) )相线相线 ( (端线、火线端线、火线) )线电流：线电流：i1、i2、i3iUiViW相电流：相电流：iU、iV、iW回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退

6、出退出2112UUU3223UUU1331UUU2U12U1U3U2U3031U3032U3033U线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系5.1 5.1 三相电三相电压压 30线电压的有效值一般用线电压的有效值一般用 Ul 表示表示相电压的有效值一般用相电压的有效值一般用 Up 表示表示电源星形联结时，电源的线电流等于相电流电源星形联结时，电源的线电流等于相电流线电流与相电流的关系线电流与相电流的关系回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出 发电机（或变压器）的绕组连成星形时，可以形发电机（或变压器）的绕组连成星形时，可以形成（视负载对称与否）三相四线制电

7、路，有可能（视成（视负载对称与否）三相四线制电路，有可能（视负载的联结方式而定）给负载提供两种电压，即相电负载的联结方式而定）给负载提供两种电压，即相电压与线电压。压与线电压。 通常在低压配电系统中（三相四线制）相电压通常在低压配电系统中（三相四线制）相电压为为220V，线电压为，线电压为380V。5.1 5.1 三相电三相电压压5.1.3 三相电源的三角形联结三相电源的三角形联结结论：电源星形联结时，三相线电压也是对称的，其结论：电源星形联结时，三相线电压也是对称的，其大小为相电压的大小为相电压的 倍，相位上超前对应的相电压倍，相位上超前对应的相电压 。330只能形成三相三线制电路，提供线电

8、压。只能形成三相三线制电路，提供线电压。回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出5.2.1 三相负载三相负载三相负载的连接方式三相负载的连接方式三相负载的连接原则三相负载的连接原则星形联结星形联结三角形联结三角形联结负载的额定电压应当等于电源提供的电压，若不负载的额定电压应当等于电源提供的电压，若不等于，则需用变压器；等于，则需用变压器；单相负载应当比较均匀地分配在各相之中。单相负载应当比较均匀地分配在各相之中。负载对称负载对称负载不对称负载不对称负载对称负载对称负载不对称负载不对称回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出

9、电灯电灯( (单相负载单相负载) )的的额定电压为额定电压为220V电动机电动机( (三相负载三相负载) )的的额定电压为额定电压为380V5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路电灯与电动机的星形联结电灯与电动机的星形联结L1L2L3N回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出 5.2.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路NL1L2L3+-u1+-u2+-u3i1i2i3iN1Z2Z3ZN负载星形联结的三相四线制电路负载星形联结的三相四线制电路负载端的线电压：负载端的

10、线电压：任意两负载端线之间的电压。任意两负载端线之间的电压。负载端的相电压：负载端的相电压：每相负载两端的每相负载两端的电压。电压。负载端的相电压负载端的相电压等于电源端的相等于电源端的相电压。电压。负载端的线电压等于电源端的线电压。负载端的线电压等于电源端的线电压。回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出将各相分别看作将各相分别看作单相电路计算。单相电路计算。5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路NL1L2L3+-u1+-u2+-u3i1i2i3iN1Z2Z3ZN负载星形联结的三相四线制电路负载星形联结的三相四线制电路Y Y：三相三线

11、制三相三线制 Y Y0：三相四线制三相四线制负载的线电流：负载的线电流：每根相线中的电流。每根相线中的电流。负载的相电流：负载的相电流：每相负载中的电流。每相负载中的电流。中线电流：中线电流：流经中线的电流。流经中线的电流。线电流等线电流等于相电流于相电流321Niiii回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出不不对称三相负载星形对称三相负载星形联结三相电路的计算联结三相电路的计算111111110IZUZUI设电源相电压设电源相电压 为参考相量，则为参考相量，则1U120 , 120 , 0332211UUUUUU22222222120120IZUZUI3

12、3333333120120IZUZUI111arctanRX222arctanRX333arctanRX321NIIII5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路每每相负载中相负载中的电流分别为的电流分别为111ZUI 222ZUI 333ZUI 回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出中性线无电流通过，可去掉中性线中性线无电流通过，可去掉中性线( (三相三线制电路三相三线制电路) )因为电源与负载都对称，所以负载因为电源与负载都对称，所以负载电流也对称。电流也对称。负载对称，即负载对称，即XRZZZZj32122PPP321XRUZUII

13、II0321NIIII归为一相的计算方法：归为一相的计算方法：对于对称三相电路只需计算一对于对称三相电路只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路对称三相负载星形对称三相负载星形联结三相电路的计算联结三相电路的计算22321XRZZZZRXarctan321RXarctan321回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出例例1：有一星形联结的三相负载，每相的电阻有一星形联结的三相负载，每相的电阻R = 6，感抗感抗XL = 8。电源电压对称，设。电源

14、电压对称，设 ，试求电流。试求电流。V)30sin(238012tu5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路解：解：303121UUZUI11V022030330380A53228 j60220A173222IA67223IA53sin2221tiA173sin2222tiA67sin2223ti回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出例例2：有一星形联结的不对称三相负载有一星形联结的不对称三相负载( (电灯组电灯组) )，在，在额定电压额定电压( (220V) )下其电阻分别为下其电阻分别为R1= 5 ，R2= 10 ，R3 = 20

15、，电源电压对称，每相电压，电源电压对称，每相电压 Up = 220V。试求。试求负载相电压、负载电流及中性线电流。负载相电压、负载电流及中性线电流。333RUI222RUI321NIIII111RUI解：解：A191 .291201112022044A04450220A1202210120220A12011201202205.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路负载相电压等于电源相电压，即负载相电压等于电源相电压，即220V。回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出例例3：有一星形联结的三相不对称负载有一星形联结的三相不对称负载( (电灯

16、组电灯组) )，L1相短路时；相短路时；L1相短路而中性线又断开时；试求相短路而中性线又断开时；试求各相负载上的电压。各相负载上的电压。解：解：5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路L1L2L3i1i2i3+-N+-+-1u2u3u此时负载中性点此时负载中性点 即为即为L1 。 N 0 , 011UU V 380 , 2212UUU V 380 , 3313UUU 此时，此时，L2相与相与L3相的电灯组上所加的电压都超相的电灯组上所加的电压都超过电灯的额定电压过电灯的额定电压( (220V) )，这是不允许的。，这是不允许的。 01UV 22032UU回主页回主页 总目录

17、总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路例例4：有一星形联结的三相不对称负载有一星形联结的三相不对称负载( (电灯组电灯组) )，L1相断开时；相断开时；L1相断开而中性线也断开时，试求相断开而中性线也断开时，试求各相负载上的电压。各相负载上的电压。L1L2L3i1i2i3+-N+-+-1u2u3u解：解：01UV 22032UU此时电路成为单相电路此时电路成为单相电路L2L3i+-+3u2uA71220103803223.RRUIV1271071222.IRUV2542071233.IRUL3相负载端电压高于额定电压

18、；相负载端电压高于额定电压；L2相负载端电压低于额定电压。相负载端电压低于额定电压。回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出负载不对称而又没有中性线的星形联结，负载的相负载不对称而又没有中性线的星形联结，负载的相电压就不对称，此时势必引起有的相的电压高于负载电压就不对称，此时势必引起有的相的电压高于负载的额定电压，有的相的电压低于负载的额定电压，使的额定电压，有的相的电压低于负载的额定电压，使负载无法正常工作。负载无法正常工作。 中性线的作用在于使星形联结的不对称负载的相电中性线的作用在于使星形联结的不对称负载的相电压对称。压对称。为了保证负载的相电压对称，

19、中性线不能断为了保证负载的相电压对称，中性线不能断开，中性线开，中性线( (指干线指干线) )内不允许接熔断器或闸刀开关。内不允许接熔断器或闸刀开关。 结论结论5.2 5.2 负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相电路照明负载通常是不对称的，需采用三相四线制电路；照明负载通常是不对称的，需采用三相四线制电路；三相电动机通常是对称的，需采用三相三线制电路。三相电动机通常是对称的，需采用三相三线制电路。回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出12Z23Z31Zi1i12i23i31u23+-L1L2L3i2i3u12+-u31+- 负载的相电压等于电源负载的相

20、电压等于电源的线电压。由于通常电源的的线电压。由于通常电源的线电压都对称，因此不论负线电压都对称，因此不论负载对称与否，其相电压总是载对称与否，其相电压总是对称的，即对称的，即p312312UUUUUl负载的相电压等于其线电压；负载的相电压等于其线电压；负载的相电流不等于其线电流。负载的相电流不等于其线电流。回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出不对称负载三角形联结的相电流与线电流的关系不对称负载三角形联结的相电流与线电流的关系121212ZUI232323ZUI313131ZUI线电流线电流 相电流相电流31121III5.3 5.3 负载三角形联结的三

21、相电路负载三角形联结的三相电路121212arctanRX121212ZUI232323arctanRX232323ZUI313131arctanRX313131ZUI12232III23313III回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出若负载对称，即若负载对称，即ZUIIIIPP3123125.3 5.3 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路对称负载三角形联结的相电流与线电流的关系对称负载三角形联结的相电流与线电流的关系则负载的相电流也对称，即则负载的相电流也对称，即22312312XRZZZZRXarctan312312RXarctan31

22、2312回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出12U23U31U12I23I31I1I302I12I3031I303I23I 三相电动机的绕组可以联结成星形，也可以接成三相电动机的绕组可以联结成星形，也可以接成三角形，而照明负载一般都接成星形三角形，而照明负载一般都接成星形( (具有中性线具有中性线) )。303121II5.3 5.3 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路 由相量图可知负载的线电流对称，其大小为负载由相量图可知负载的线电流对称，其大小为负载相电压的相电压的 倍，负载线电流滞后其相应相电流倍，负载线电流滞后其相应相电流30。3303232II303313II31121III12232III23313III回主页回主页 总目录总目录 章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页退出退出 不论负载是星形联结或是三角形不论负载是星形联结或是三角形联结，总的有功联结，总的有功功率必定等于各相有功功率之和。功率必定等于各相有功功率之和。pp3