三相负载及功率

1、三相负载及功率第1页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日第三章 三相正弦交流电路 3.3.1 负载星形接法及计算3.3.2 负载三角形接法及计算3.4 不对称三相电路的分析计算3.5 三相电路的功率3.1 三相正弦交流电动势3.2 三相发电机绕组的连接3.3 三相负载第2页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日3.1.1 三相正弦交流电动势的产生NSAXe在两磁极中间，放一个线圈。根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由AX。让线圈以 的速度顺时针旋转。 合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布， 线圈两端便可得到单相交流电动势。3.1 三相正弦交流电动

2、势第3页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日AXYCBZSN定子转子定子中放三个线圈：A XB YC Z 首端末端三线圈空间位置各差120o转子装有磁极并以 的速度旋转。三个线圈中便 产生三个单相电动势。3.1.1 三相正弦交流动势的产生第4页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日大小相等，频率相同，相位互差1203.1.2 三相电动势的特征：第5页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日Em 3.1.3 三相电动势的瞬时关系eA+eB+eC=0第6页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日3.1.4三相电动势的相量关系第7页，共5

3、8页，2022年，5月20日，0点20分，星期日3.2 三相交流电源的连接3.2.1 星形接法AXYCBZN第8页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日（中线）（火线）（火线）（火线）AXYCBZN三相四线制供电火线（相线）:ABC中线（零线）：N3.2.1 星形接法第9页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日 三相绕组星形连接的两组电压相电压：火线对零线间的电压ACBN120120120第10页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日线电压：火线间的电压CABN注意规定的正方向第11页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日线电压和

4、相电压的关系30第12页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日线电压和相电压的关系第13页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日线电压与相电压的关系 -为相电压 -为线电压在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为第14页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日3.2.2 三角形接法AAXYCBZBC特点：线电压=相电压第15页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日短路+EAXYZBC问题讨论+-EEE直流电源串接不行，三相交流电源可以， 为什么？第16页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日AXYZBC 三相交

5、流电源中三个电源可以串接的原因：三相电源的电压在任何瞬间相加均为零。Em第17页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日星形接法ACB NZZZ3.3 三相负载三角形接法ACBZZZ负载也有两种接法:第18页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日ACBNZZZ相电流(负载上的电流)：3.2.1 负载星形接法线电流(火线上的电流)：第19页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日 ACBNZZZ星形接法特点相电流=线电流* : 零线电流第20页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日*线电压=相电压, ACBNZZZ线电压领先于相电压30

6、。第21页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日ACBNZAZBZC负载星形接法时的一般计算方法 一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求电流。第22页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日（1）负载不对称时各相单独计算三相负载 R、L、C 以及 三相线电压：求：各相、各线及中线电流 CRA B NLC已知：第23页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日解：1. CRA B NLC相电压第24页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日2. 相电流： CRA B NLC令：第25页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日

7、3. 中线电流4. 各电流相量关系第26页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日（2）负载对称时，只需计算一相 如 则据此可直接得出另两相电流：（中线电流为0）（3）负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相有效值即可。第27页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日负载对称时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。称为三相三线制。ACBZZZ第28页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日三相三线制供电时各相电流的计算ANNCB求：各相电流已知：每盏灯的额定值为: 220V、 100W第29页，共58页，2022年，5月20日，0

8、点20分，星期日用结点电压法ANNCBRRRRNNABC第30页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日 每盏灯为220V、 100WRRRRNNABC、代入R值得第31页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日应用实例-照明电路ACB.一层楼二层楼三层楼N正确接法:每层楼的灯相互并联,然后分别接至各相电压上。设电源电压为：则每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。第32页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日照明电路的一般画法零线上不能加刀闸和保险ABCN. . . . . . .一层二层三层第33页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，

9、星期日讨论讨论照明电路能否采用三相三线制供电方式？ACB.一层楼二层楼三层楼N不加零线会不会出现问题?第34页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日设线电压为380V。A相断开后，B、C 两相串连，电压UBC （380V）加在B、C负载上。如果两相负载对称，则每相负载上的电压为190V。问题1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通, 情况如何?ACB.一层楼二层楼三层楼分析：结果：二、三楼电灯全部变暗， 不能正常工作。第35页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日 问题2： 若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等 （设二楼灯的数量为三层的1/4 ）结果如何？

10、结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压， 灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。ACBR2R3分析第36页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日关于零线的结论 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。比如，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。 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，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。 第37页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日3.2.2 三角形接法及计算ACB特点：

11、线电压=相电压第38页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日各电流的计算ACBZABZBCZCA相电流线电流第39页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日（2）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），各相电流有效值相等，相位互差120 。ACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。各电流的计算第40页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日 同理：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ACB第41页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日负载对称时三角形接法的特

12、点ACB注意电路中规定的正方向第42页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日负载对称时：3.3 三相电路的功率三相总有功功率： 由负载性质决定星形接法时：三角形接法时：第43页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日有功功率：无功功率：视在功率：在三相负载对称的条件下：第44页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日单相功率的测量 - 电动式瓦特计i1i2u在交流电路中其中， 为 间的夹角。指针偏转角度电流线圈电压线圈i2和 u 成正比，且近似同相负载第45页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日三相功率的测量 负 载ACBN三相总功

13、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：第46页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日三相总功率等于两表测得数据之和。ACB三相三线制的电路中，用二表法测功率：第47页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日两表法测量功率的原理：结论：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，实验用的 三相瓦特计实际上就是根据“二表法”的原理设计的。第48页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日求：功率表W1、W2的读数。例电机ACB电机的功率为 2.5 kW, （设电机为星形接法， N为其中点。） 电源线电压为380V

14、，各相对称。第49页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日电机ACB（1）求电流大小第50页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日ACBZBZAZCN设：（2）求电流、电压的相位关系则：第51页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日ACBZBZAZCN间的相位差已知电机的第52页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日同理，由相量图可得间的相位差W1的读数为833.3瓦W2的读数为1666.7瓦第53页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日相序指示器 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。 A - B - C 称为顺相序 A - C - B 称为逆相序 将相序指示器接至三相电源 上，便可测出相序： 假设电容C接的是A相，则 L1、L2 较亮者为B相，另一相为C相。证明，请见教材C R相序指示器L1L2RR=1/(C)对称吗？第54页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日三相交流电路小结（1）-三相电源三相三线制三相四线制ACBNACBACB三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。第55页，共58页，2022年，5月20日，0点20分，星期日三相交流电路小结(2)-三相负载星形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ第56页，共58页，20