单元3电工电子技术

1、+eAeBeCXABYCZ+ +_eeAX定子定子转子转子ZAXYNSC-+B铁心铁心（作为导磁路经）（作为导磁路经）三相绕组三相绕组: 直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁定子定子转子转子发电机结构发电机结构tEe sinmA )120sin(mB tEe )120sin(mC tEe EEE 0A)23j21(120B EEE)23j21(120C EEEe0eAeBeC2 120 240 360t EBEA.120120120EC.tEe sinmA )120sin(mB tEe )120sin(mC tEe EEE 0A 120BEE 120CEE对称三相电动势的瞬时值之和为对称三相电动势

2、的瞬时值之和为 00CBA eee即：即：0CBA EEE或或三个正弦交流电动势满足以下特征三个正弦交流电动势满足以下特征(1) 联接方式联接方式中性点中性点CBAUUU、CABCABUUU、UpCU+BU+AU、UlXYZNBCAeA+eC+eB+ABU+BCU+CAUBAABUUU CBBCUUU ACCAUUU 由相量图可得由相量图可得 30BU ABUAUCUBUAXYZNBCeA+eC+eB+CU+BU+AUABU+BCU+CAU303AABUU 303PU 30LU p 相电压相电压线电压线电压 时时结结结论：电源结论：电源形联形联UUl 且超且超线电压线电压形联结时形联结时结论：

3、电源结论：电源,3,Y PUUl 。三三相相线线电电压压也也是是对对称称的的前前相相应应的的相相电电压压 ,30+BACABUCAUBCUBCU 90903303LPBBCUUUU 1501503303LPCCAUUUUC三相四线制三相四线制380/220380/220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NICBAIII、aI+ZBZCZAAUBUCU+AIBICIN 电源中性点电源中性点N 负载中性点负载中性点PL3UUPLII Y 联结时：联结时：CBANIIII CCCBBBAAA ZUIZUIZUI AIB

4、ICINIaI+ZBZCZAAUBUCU+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。0CBAN IIII中中线线电电流流CBAZZZ 因因为为三三相相电电压压对对称称，且且所以负载对称时，所以负载对称时，三相电流也对称。三相电流也对称。P3LUU 负负载载对对称称无无中中性性线线时时 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。直接写出。AIBICINI+ZBZCZAAUBUCU+A15010A9010 A3010CBA III可可知知：如如：例例1 1：N+BICIAINIAUBUCU

5、N RARBRCACB若若RA=RB= RC = 5 ，求线电流及中性线电，求线电流及中性线电若若RA=5 , RB=10 , RC=20 ,求线电流及求线电流及 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压源线电压 。 负载为负载为V)30314sin(2380AB tu电灯组，电灯组，流流 IN ;中性线电流中性线电流 IN 。中性线电流中性线电流0CBAN IIII解：解： 已知：已知：V30380AB UN+BICIAINIAUBUCUN RARBRCACBV0220A U A044A50220AAA RUI(1) 线电流线电流 三相对称三相

6、对称A12044B IA12044C I(2) 三相负载不对称三相负载不对称（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分别计算各线电流分别计算各线电流中性线电流中性线电流A12011A20120220CCC RUIA12022A10120220BBB RUIA1929 A12011A12022A044CBAN IIIIA044A50220AAA RUI解解: (1) 中性线未断中性线未断 C 此时负载中性点此时负载中性点V380,V380,0,0CACBBABAA UUUUUUUUC C+AU BU CU B、C相灯仍承受相灯仍承受220V电压电压, 正常工作。正常工作。A7 .120210

7、380CBBC RRUIV127107 .12BB IR UV254207 .12CC IR UIBC+ C则节点电压则节点电压NN RBRC.RA+AIBICIAUBUCUAU BU CU NU设设,V0220A UCBACBACCBBAA111201202201012022050220111RRRRRRRURURUUN A193 .85A)2 .27j6 .78( V131288NCC UUUV0249NBB UUUV0144NAA UUU可见：可见： 1. 不对称三相负载做星形联结且无中性线时不对称三相负载做星形联结且无中性线时, 三相三相负载的相电压不对称。负载的相电压不对称。 2.

8、照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。 A08 .28A511144AAA RUIA13994.24A101394 .249BBB RUIA1314 .14A20131288CCC RUI3.2.2 三角形联结三角形联结CBAIII、ABIBCICAIZABZBCZCAACB+CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI(2) 相电流相电流ABABABZUI BCBCBCZUI CAACAZUIC (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

9、即即ZABZBCZCAACB+CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI相电流：相电流：CABCABIII、线电流：线电流： CBAIII、相量图相量图IBCIABIUBCUABUCA30负载对称时负载对称时, AICAI IBIC(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量图可求得CAABAIII ABBCBIII BCCACIII ZUIIIIP PCABCABRXarctanCABCAB lIIII CBAPP330cos2IIIl 负载的额定

10、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（具有中性线）。角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。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

11、称时：当负载对称时：P = 3Up Ipcos pLLPP223 3 IUIUQPS 所以所以 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 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 试求下列两种情况下电动机的相电流、试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于绕组联成星形接于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。例例1:解解: (1)A1 . 6A8 .2129

12、22022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322LL IUPWk2 . 38 . 01 . 63803 Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3LL IUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)A5 .103PL II 比较比较(1), (2)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星形；电动机的绕组应联结成星形；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三角形。电动机的绕组应联结成三角形。在三角形和星形两种

13、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例例2:C ZYR 线电压线电压Ul为为380 V的三相电源上，接有两组对称的三相电源上，接有两组对称三相电源：一组是三角形联结的电感性负载，每相三相电源：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

14、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：V0380AB UV30220A U则则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 A37-47.10A3736.30380ABAB ZUI A03-22YAYA RUI A6713.1803-37347.10A I A7 .463830226713.18YAAA IIIAUABUAYI AIAIWk4 . 2144809546W223803W8 . 013.183803cos3cos3YLLLLY IUIUPPP-30o-67o-46.7o 三相对称负载作三角形联结，三相对称负载作三角形

15、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； 3) S 1断、断、S 2闭合时闭合时, 各电流表读数和有功功率各电流表读数和有功功率P。例例3：AAAS2ZABZBC或：或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R 223/32.17220PPIUZLL3cosIUP 68. 0 1568. 022cos ZR 1 .1673

16、3. 022sin ZXL 解：解：(1) 由已知条件可求得由已知条件可求得AAAS2ZABZBC IA=IC =10A IB =17.32 A因为开关因为开关s s均闭合时均闭合时 当当 1合、合、2断时，断时，ZAB、ZBC 的相电压和相电流不的相电压和相电流不变，则变，则PAB、PBC不变。不变。AAAIB = 0A I1I2 P = 1/4 PAB+ 1/4 PBC +PCA = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kWAAAS1AIA1IA2IPU+AIA1IA2IPU+A605 . 02204070A2 IA6046.25 A5 .464 .30A2A1A

17、 IIIA012206030A1 IA01818. 8 VU .设设 =220 0 某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因这又是什么原因？P 三三层层二层二层CU+一层一层 (2) 当当P处断开时，二、三层楼的灯串联接处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压，电压，所所以

18、以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不电压亮度不变。变。(3) 因为因为三楼灯多于二楼灯即三楼灯多于二楼灯即 , 所以三楼灯比所以三楼灯比二楼灯暗。二楼灯暗。P 三层三层二层二层一层一层CU+例例6 有一台三相电阻加热炉，功率因数等于有一台三相电阻加热炉，功率因数等于l，星形联接。另有星形联接。另有台三相交流电动机，功率因数台三相交流电动机，功率因数等于等于0.8，三角形联接。共同由线电压为，三角形联接。共同由线电压为380V的三的三相电源供电，它们消耗的有功功率分别为相电源供电，它们消耗的有功功率分别为75kW和和36kW。求电源的线电流。求电源的线电流。电源输出的总有功功率、无功功率和视在功率为电源输出的总有功功率、无功功率和视在功率为电阻炉的功率因