电工电子三相电路

电工电子三相电路1第一页，共六十四页，编辑于2023年，星期一理解三相电源相、线电压之间的关系。掌握三相负载星形连接时，相、线电压和相、线电流的计算，并能画出电路的相量图。掌握三相负载三角形连接时，相、线电压和相、线电流的计算，并能画出电路的相量图掌握对称负载三相功率的计算。了解三相功率的测量方法。了解安全用电常识。本章学习目标2第二页，共六十四页，编辑于2023年，星期一4.1三相电源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。1、单相交流电动势的产生3第三页，共六十四页，编辑于2023年，星期一2、三相交流电动势的产生定子中放三个线圈：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以正弦规律变化的交流电动势。•••AXYCBZSN转子定子AXBYCZeAeBeC4第四页，共六十四页，编辑于2023年，星期一三相电动势()°-=240sintEmeCw()°-=120sintEmeBw=sintEmeAw)120sin(°+=tEmw5第五页，共六十四页，编辑于2023年，星期一3.三相电源的表示法瞬时值表达式()°-=240sintEmeCw()°-=120sintEmeBw=sintEmeAw)120sin(°+=tEmwEm

波形图6第六页，共六十四页，编辑于2023年，星期一AECEBE相量图°Ð=°-Ð=°Ð=120120EEEECBA0EE相量式7第七页，共六十四页，编辑于2023年，星期一4.三相电源的特征(1)对称。大小相等，频率相同，相位互差120º(2)对称正弦量的瞬时值和与相量和为0。Em

0=++CBAEEEeA+eB+eC=0AECEBE8第八页，共六十四页，编辑于2023年，星期一正序(顺序)：A—B—C—A负序(逆序)：A—C—B—AABC相序的实际意义DABC123DACB123正转反转(3)相序A—B—CABC各相电源经过同一值(如正最大值)的先后顺序9第九页，共六十四页，编辑于2023年，星期一（中线）（火线）（火线）（火线）三相四线制供电火线（相线）:ABC中线（零线）：NAXYCBZN5.三相电源的连接星形接法10第十页，共六十四页，编辑于2023年，星期一相电压：火线对中线间的电压。120120120AuBuoÐ=0AAUUo-Ð=120BBUUoÐ=120CCUUCUBUAU（中线）（火线）（火线）（火线）AXYCBZNCu11第十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期一线电压：两火线间的电压。ABUCABCABuuu注意规定的正方向CBBCUUU-=BAABUUU-=ACCAUUU-=（中线）（火线）（火线）（火线）AXYCBZNBCUCAU12第十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期一BAABUUU-=°Ð=303AUCBBCUUU-=°Ð=303BUACCAUUU-=°Ð=303CU相、线电压间的关系ABU（中线）（火线）（火线）（火线）AXYCBZNBCUCAU13第十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期一CUABUBUAUBCUCAUBU-AU-CU-303030ABU=°Ð303AUBCU=°Ð303BUCAU=°Ð303CU14第十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期一结论：对Y接法的对称三相电源(1)线电压相位领先对应相电压30o。线电压对称(大小相等，相位互差120o)一般表示为：15第十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期一(5)三相三线制与三相四线制。(4)相电压各相电源、每相负载中的电压称为相电压(2)线电流(1)线电压三根火线中的电流称为线电流火线之间的电压称为线电压(3)相电流各相电源、每相负载中的电流称为相电流6、名词介绍16第十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期一对称三相负载：接在三相电源上的每一相负载的阻抗值与阻抗角都相等。星形连接（Y接）三角形连接（接）4.2三相电路中负载的连接不对称三相负载：三个不同负载以一定方式联接起来三相负载的联接：两种基本联接方式17第十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期一三角形联接(接）星形联接(Y接）Z1Z2Z3Z1Z2Z3A'B'C'N'Z1Z2Z3A'B'C'Z2Z3Z118第十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期一三相四线Bi相电流IP(负载上的电流)：ZAZCZB线电流IL(火线上的电流)：4.2.1负载星形连接的三相电路AiCABNXYZAuBuCuBNiCNiANiCiANI

、BNI

、CNI

AI

、BI

、CI

1.连接三相四线制19第十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期一线电压=相电压,线电压领先于相电压30°。BUABUCUCAUBCUAU2.特点=pULU3线电流=相电流=LpIIACBNZZZCAUCUBUBCUAUABUBiAiCi中线电流NIiN20第二十页，共六十四页，编辑于2023年，星期一结论：对Y接法的对称三相负载(2)负载上的线电压相位领先对应相电压30o。(1)负载上的线电流等于相电流。(4)根据一相的计算结果，由对称性可得到其余两相结果。21第二十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期一一般线电压为已知，然后根据电压和负载求电流。uLipiLuL=AIAUZA=BIBUZB=CICUZCCNBNANNIIII++=3.计算BBiZAZCZBAiCiCANNiAuBuCu22第二十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期一（1）若为对称负载：即：ZA=ZB=ZC=Z因为：AU

、BU

、CU

对称AI

、BI

、CI

所以：对称且BICIAIAUBUCU=++=（中线电流为0）0CBANIIII各相、线电流大小相等，相互之间的相位差为1200零线是否可以取消？23第二十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期一三相三线三相完全对称时，零线可以取消!ACBZZZ0=++=CBANIIII24第二十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期一结论：有无中线对电路没有影响。没有中线(Y–Y接，三相三线制)，可加中线.中线有阻抗时可短路掉4.

对称情况下，各相电压、电流都是对称的。只要算出一相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。1.电源中点与负载中点等电位。2.中线电流为零。对称三相电路5.各相的计算具有独立性.该相电流只决定于这一相的电压与阻抗，与其它两相无关。6.

可以画出单独一相的计算电路.对称三相电路的计算可以归结为单独一相的计算。25第二十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期一+_++NnZZZ--例1已知对称三相电源的线电压为380V，对称负载Z＝6＋8j求线电流。解：连接中线Nn，取A相为例计算-+NnZ由对称性，得26第二十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期一(1)负载上的相电压仍为对称三相电压；(2)由于三相负载不对称，则三相电流不对称；(3)中线电流不为零。+_+__+NnZaZbZc照明电路中线上不能装保险丝（2）负载不对称时，各相单独计算。27第二十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期一2）若负载不对称时，不能采用三相三线制！因此时各相负载上的电压将会出现不对称现象，负载不能正常工作。3）因负载不对称时，不能采用三相三线制！所以，中线上不能安装开关和保险丝。结论：不对称的三相负载1)中线电流不为零。4）负载不对称时，各相单独计算28第二十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期一已知：三相负载R、L、C以及三相线电压：求：各相、各线及中线电流°Ð=

0lABUU°-Ð=

120lBCUU°Ð=120lCAUUCRABNLCAICIBIAINICIBI例129第二十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期一解：

相电压°33Ð=°-Ð=90130

1lCACUUU°-Ð=°-Ð=303130

31lABAUUU33°-Ð=°-Ð=150130

1lBCBUUUCRABNLC线电压°Ð=

0lABUUNIAI°Ð=120lCAUU°-Ð=

120lBCUUCNIBNIBIANICI30第三十页，共六十四页，编辑于2023年，星期一

相电流：CRABNLCNIAICNIBNIBIANICI=RUIAA-=1CjUICCw=LjUIBBwCBANIIII++=中线电流ABUCUBICAUBCUBUCINIAUAI31第三十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期一例2.照明电路:(1)正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。图示的三相四线制系统，对称三相电源的相电压为220V，RA＝5，RB＝10，RC＝20求下列情况下的线电流和中线电流。ABCNN'RARCRB32第三十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期一(2)A相电灯短路，假设中线未断A相电流大，熔断器烧坏，B、C正常工作。ABCNN'RARCRB33第三十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期一B、C两相灯泡承受线电压380V，烧坏了。(3)A相电灯短路，假设中线断开ABCNN'RARCRB34第三十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期一(4)A相断开，假设中线未断ABCNN'RARCRBB、C正常工作35第三十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期一(5)A相断开，假设中线断开ABCNN'RARCRBB、C两相负载串联接在线电压上36第三十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期一中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。因为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。37第三十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期一线电压=相电压

plUU=4.2.2负载三角形连接的三相电路1.接法相电流IP(负载上的电流)：线电流IL(火线上的电流)：ABI

、BCI

、CAI

AI

、BI

、CI

ACBZABZBCZCA38第三十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期一ACBZABZBCZCA线电流CAABAIII-=ABBCBIII-=BCCACIII=-39第三十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期一同理：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CAABAIII-=°Ð=0LABUU=°-Ð303ABAII303030=°-Ð303BCBII=°-Ð303CACIIABUBCUCAUCA-ICAIABIBCIBICIAI40第四十页，共六十四页，编辑于2023年，星期一结论：(2)相电流对称，则线电流也对称。(4)负载上线电流相位落后对应相电流30o。(1)负载上的线电压等于对应的相电压。参考方向三角形接法的对称负载41第四十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期一ACBZABZBCZCA相电流ABABZU=ABIBCBCZU=BCICACAZU=CAI2.计算42第四十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期一（2）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z），各相电流有效值相等，相位互差120。有效值为：UZIIIILPCABCAB====ACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。43第四十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期一对称负载的每相阻抗Z=30+j40，电源线电压为380v，求：

下列各种情况下的相、线电流。

（1）正常情况

（2）AB相短路

（3）AB相断开

（4）A火线断开ZABZBCZCAABC解：（1）例344第四十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期一ZABZBCZCAABC（2）AB相短路AB火线有短路电流，若AB火线熔断，则均无电流（3）AB相断路该相电流为零，其他两相不受影响。（4）A线断路BC相不受影响，AB、CA两相负载串联接在B、C火线间，U、I均小于额定值。照明负载不能采用三角形接法。45第四十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期一负载对称时：jcos3ppIUP=4.3三相电路的功率CBAPPPP++=三相总有功功率：

是每相负载的阻抗角,是相电压超前于相电流的角度

3pLpLIIUU==星形接法时：

3

pLpLIIUU==三角形接法时：jcos3LLIUP=4.3.1三相功率的计算46第四十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期一jcos3LLIUP=jsin3LLIUQ=3LLIUS=同理,可得jsin3LLIUQ=3LLIUS=在三相负载对称的条件下,三相电路总功率的计算与接法无关.47第四十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期一单相功率的测量-电动式瓦特计在交流电路中jacos=UkI其中，j为i,u间的夹角。指针偏转角度iu负载功率的测量*4.3.2三相功率的测量电流线圈电压线圈48第四十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期一P=3P1负载ACBN一表法适用于三相四线制接法的对称负载。三相功率的测量1.一表法：（用一个功率表测量）P1相电压相电流电压线圈电流线圈49第四十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期一负载ACBN2.三表法：（用三个功率表测量）P=P1+

P2+

P3P1P2P3相电压相电压相电压三表法适用于三相四线制接法的不对称负载。相电流相电流相电流电压线圈电流线圈50第五十页，共六十四页，编辑于2023年，星期一3.两表法：（用两个功率表测量）P=P1+

P2两表法适用于三相三线制接法的负载。负载ACBP1P2线电压线电压线电流线电流电压线圈电流线圈51第五十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期一两表法测量功率的原理证明：AiACuACBAuCZBiCiBCuAZBZBuCuBCBACAuiui+=)(()CBBCAAuuiuui-+-=CCBBAAiuiuiup++=BACiii--=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。52第五十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期一1.只有在

iA+iB+iC=0这个条件下，才能用二表法不能用于不对称三相四线制。3.按正确极性接线时，二表中可能有一个表的读数为负，此时功率表指针反转，将其电流线圈极性反接后，指针指向正数，但此时读数应记为负值。注意：2.两块表读数的代数和为三相总功率，每块表的单独读数无意义。4.两表法测三相功率的接线方式有三种，注意功率表的同名端。53第五十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期一线电压Ul=380v的三相电源上接有两组对称三相负载，一组是三角形连接的感性负载，每组阻抗，另一组是星形连接的电阻性负载，每相电阻R=10，如图所示，求：

（1）每相负载的相电流（2）电路线电流（3）三相有功功率ABC解：对称负载（1）形：例454第五十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期一Y形：ABC（2）（3）55第五十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期一4.4安全用电技术4.4.1安全用电常识1．安全电流与电压安全电流<5mA人体电阻1000安全电压<36V（在特别潮湿的场所，应采用12V以下的电压）。56第五十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期一2．几种触电方式1）双线触电2）电源中线接地时的单线触电因火线与大地间分布电容的存在，使电流形成了回路，也是很危险的。人体承受的是线电压。ABC人体承受的是相电压。3）电源中线不接地时的单线触电ABCABC57第五十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期一4.4.2防触电的安全技术1.接零保护此法适用于低压供电系统中变压器中性点接地的情况。ABNC电动机某相绕组碰壳时，电流便会从接零保