第3章三相正弦交流电路

1、 一个学期过去了，感觉如何？一个学期过去了，感觉如何？这学期有没目标？这学期有没目标？ 基本放大电路有哪些？请画出共射放大基本放大电路有哪些？请画出共射放大电路。电路。滤波电路有哪几种？滤波电路有哪几种？什么是基尔霍夫定律？什么是基尔霍夫定律？请写出电感电容的阻抗。请写出电感电容的阻抗。 32人补考，人补考，67人次补考，最多人次补考，最多6门补考门补考流言风语流言风语第三章第三章 三相正弦交流电路三相正弦交流电路 三相制供电比单相制供电优越三相制供电比单相制供电优越 因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。三相交流电动机比单相电动机结构简单、体积小、运

2、行特性好等等。三相交流发电机比相同尺寸的单相交流发电机容量大。如果以相同电压将相同大小的功率输送到相同距离，三相输电线比单相输电线节省材料。第三章第三章 三相正弦交流电路三相正弦交流电路 3.3.1 3.3.1 负载星形接法及计算负载星形接法及计算3.3.2 3.3.2 负载三角形接法及计算负载三角形接法及计算3.5 3.5 三相电路的功率三相电路的功率3.1 3.1 三相正弦交流电动势三相正弦交流电动势3.2 3.2 三相发电机绕组的连接三相发电机绕组的连接3.3 3.3 三相负载三相负载AXYCBZSN定子定子转子转子 定子中放三个线圈：定子中放三个线圈：A XB YC Z 首端首端末端末

3、端三线圈空间位置各差三线圈空间位置各差120o3.1.1 3.1.1 三相正弦交流动势的产生三相正弦交流动势的产生3.1 3.1 三相正弦交流电动势三相正弦交流电动势转子装有磁极转子装有磁极3.1 3.1 三相正弦交流电动势三相正弦交流电动势3.1 3.1 三相正弦交流电动势三相正弦交流电动势NS AXe在两磁极中间，放一个线圈。在两磁极中间，放一个线圈。根据根据右手定则右手定则可知，线可知，线圈中产生感应电动势，圈中产生感应电动势，其方向由其方向由AX。让线圈以让线圈以 的速度顺时的速度顺时针旋转。针旋转。 合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布， 线

4、圈两端便可得到线圈两端便可得到单相单相交流电动势。交流电动势。tEeAXsin2AXYCBZSN定子定子转子转子 转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的速度旋转。每相绕的速度旋转。每相绕组依次切割磁力线，组依次切割磁力线，三个线圈中便产生三三个线圈中便产生三个单相电动势个单相电动势ea,eb,ec。特征：频率相同，幅值相等，相位互差特征：频率相同，幅值相等，相位互差120240sin120sinsintEetEetEemZCmYBmXA)120sin(tEm3.1.2 三相电动势的特征：三相电动势的特征：Em BeAeCe3.1.3 3.1.3 三相电动势的瞬时关系三相电动势的瞬时关系eA+eB

5、+eC=0AEBECE3.1.43.1.4三相电动势的相量关系三相电动势的相量关系0CBAEEE1201200EEEEEECBA3.2 3.2 三相交流电源的连三相交流电源的连接接3.2.1 星形接法星形接法AeCeBeAXYCBZNCe（中线）（中线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）ceBeAXYCBZNAe三相四线三相四线制供电制供电火线（相线）火线（相线）:ABC中线（零线）：中线（零线）：N3.2.1 星形接法星形接法 相电压和线电压相电压和线电压CCNBBNAANeueueu相电压：相电压：火线对零线间的电压火线对零线间的电压2401200PCNPBNPANUUUUU

6、UCeceBeACBNAe120 120 120 ANUBNUCNUANuBNuCNu线电压：线电压：火线间的电压火线间的电压ANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABCABuuuCABN注意规定的正方向注意规定的正方向BNUABU线电压和相电压的关系线电压和相电压的关系BNUANUCNU30 BNANBNANABUUUUU303ANABUU30 330 3CNANCNCABNCNBNBCUUUUUUUU303ANBNANABUUUUBNUANUCNUABUBCUCAU线电压和相电压的关系线电压和相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系30 3p

7、lUUlU pU -为相电压为相电压 -为线电压为线电压V380 V220lPUU、在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为CZCABYBCAXABUUUUUU plUU3.2.2 3.2.2 三角形接法三角形接法ACAuAXYCBZABuBCuBC特点：线电压特点：线电压= =相电压相电压星形接法星形接法ACB NZZZ3.3 3.3 三相负载三相负载三角形接法三角形接法ACBZZZ负载也有两种接法负载也有两种接法:ACBNZZZANuBNuCNuAiCiBiANiCNiBNi相电流相电流(负载上的电流负载上的电流)：CNBNANIII 、

8、3.2.1 负载星形接法负载星形接法线电流线电流(火线上的电流火线上的电流)：CBAIII 、lpII CNCBNBANAIIIIIIACBNZZZNiAiCiBiANiCNiBNi星形接法特点星形接法特点相电流相电流=线电流线电流* CNBNANNIIIINI: 零线电流零线电流*线电压线电压=相电压相电压 3, BNUANUCNUABUBCUCAUACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCU30 330 3CNCABNBCUUUU303ANABUU线电压领先于相电压线电压领先于相电压30。BiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAe负载星形接法时的一般计算方

9、法负载星形接法时的一般计算方法（1）负载不对称时各相单独计算（不做要求）负载不对称时各相单独计算（不做要求）AIBICI（2）负载对称时，只需计算一相）负载对称时，只需计算一相ZZZZCBA 如如 AANANIZUI则则240120ANCCNANBBNIIIIII据此可直接得出另两相电流：据此可直接得出另两相电流：0CBAOIIII（中线电流为（中线电流为0）CNUANUBNU0CBANIIII)(ZZZZCBA负载对称时负载对称时问题及讨论问题及讨论零线是否可以取消？三相完全对称时，零线可以取消。称为三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制三相三线制。ceACBZZZCeBeAe应用实例

10、应用实例-照明电路照明电路ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N正确接法正确接法:每层楼的灯相互每层楼的灯相互并联并联,然后分别接然后分别接至各相电压上。至各相电压上。设电源电压为：设电源电压为：V220380PlUU则每盏灯上都可则每盏灯上都可得到额定的工作电压得到额定的工作电压220V。照明电路的一般画法照明电路的一般画法零线上不能加零线上不能加刀闸和保险刀闸和保险ABCN. . . . . . .一一层层二二层层三三层层讨论讨论照明电路能否采用三相三线制照明电路能否采用三相三线制供电方式？供电方式？ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N不加零线不加零线会不会出会不会出现问

11、题现问题?照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。关于零线的结论关于零线的结论 负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。不到额定电压，都不能正常工作。 中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不等的

12、相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。允许接保险丝也不允许接刀闸。 3.2.2 三角形接法及计算三角形接法及计算ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACB plUU特点：特点：线电压线电压=相电压相电压各电流的计算各电流的计算BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI相电流相电流BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII线线电电流流（2）负载对称时）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），），各相电流有效值相等，各相电流有效值相等，相

13、位互差相位互差120 。ZUIIIIlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，）负载不对称时，先算出各相电流，先算出各相电流，然后计算线电流。然后计算线电流。各电流的计算各电流的计算CAABAIII303ABAII CAUABUBCUBICIABICAIBCI303303CACBCBIIII同理：同理：0lABUU设：负载为阻性的，阻抗角为设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系CAIAIACABICAIAIB负载对称时三角形接法的特点负载对称时三角形

14、接法的特点BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACB plUU303plII注意电路中规注意电路中规定的正方向定的正方向 负载对称时：负载对称时：cos3ppIUP 3.3 3.3 三相电路的功率三相电路的功率CBAPPPP三相总有功功率：三相总有功功率： 由负载由负载性质决定性质决定 3plplIIUU星形接法时：星形接法时： 3 plplIIUU三角形接法时：三角形接法时：cos3llIUP llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：有功功率：无功功率：无功功率：视在功率：视在功率：在三相负载对称的条件下：在三相负载对称的条件下：*单相功率的测量单相功率的测量

15、- - 电动式瓦特计电动式瓦特计i1i2u在交流电路中在交流电路中cos1UkI其中，其中， 为为 间的夹角。间的夹角。ui ,1指针偏指针偏转角度转角度电流线圈电流线圈电压线圈电压线圈i2和和 u 成正比，成正比，且近似同相且近似同相负负载载三相功率的测量三相功率的测量 1W*2W*3W*负 载ACBN三相总功率为三个功率表测得数据的总和。三相总功率为三个功率表测得数据的总和。三相四线制接法，用三个功率表测量：三相四线制接法，用三个功率表测量：三相总功率等于两表测得数据之和。三相总功率等于两表测得数据之和。BuCiBiAiACuBCuACBCuAuAZBZCZ2W*1W*三相三线制的电路中，

16、用二表法测功率：三相三线制的电路中，用二表法测功率：两表法测量功率的原理：两表法测量功率的原理：BCBACACBBCAACCBBAAuiuiuuiuuiiuiuiupBACiii结论：结论：三相总功率等于两表测得数据之和。每单个功率表三相总功率等于两表测得数据之和。每单个功率表 的读数没有意义的读数没有意义，实验用的实验用的 三相瓦特计实际上就是根据三相瓦特计实际上就是根据“二表法二表法”的原理设计的。的原理设计的。求：功率表求：功率表W1、W2的读数。的读数。例例2W*电机电机AICICBUACBABU1W*电机的功率为电机的功率为 2.5 kW, 866.0cos （设电机为星形接法，（设

17、电机为星形接法， N为其中点。）为其中点。） 电源线电压为电源线电压为380V，各相对称。各相对称。2W*电机电机AICICBUACBABU1W*A386. 4866. 03803105 . 2cos3cos33llllUPIIUP（1）求电流大小）求电流大小2W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUV0220NAU设：设：ANUABUBCUCAUCBU（2）求电流、电压）求电流、电压的相位关系的相位关系V90380V90380V30380CBBCABUUU则：则：2W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUABUANUAIABAUI、间的相位差间的相位差6011已知

18、电机的已知电机的866.0cos30866.0cos-130386.4AIAUABUBCUCAUCBUAIBICIW3 .83360cos386. 4380cos11AABIUPW7 .16660cos386. 4380cos22CCBIUPA90386.4CI同理，由相量图可得同理，由相量图可得02CBCUI、间的相位差间的相位差W1的读数为的读数为833.3瓦瓦W2的读数为的读数为1666.7瓦瓦相序指示器相序指示器 三相交流电动势出现最大值三相交流电动势出现最大值 的先后顺序称为三相电源的相序。的先后顺序称为三相电源的相序。 A - B - C 称为顺相序称为顺相序 A - C - B 称为逆相序称为逆相序 将相序指示器接至三相电源将相序指示器接至三相电源 上，便可测出相序：上，便可测出相序： 假设电容假设电容C接的是接的是A相，相，则则 L1、L2 较亮者为较亮者为B相，另一