04电工与电子学课件-第五章-三相电路

第5章三相电路5.1三相电压5.2负载星形联结的三相电路5.3负载三角形联结的三相电路5.4三相功率教学内容11/27/2023电工与电子学

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）与线电压（线电流）在对称三相电路中的相互关系；掌握对称三相电路电压、电流和功率的计算方法。教学要求重点三相电源与三相负载的正确联结，对称三相电路的计算。11/27/2023电工与电子学难点负载三角形联结的三相电路计算。学时数讲课3学时，习题1学时。11/27/2023电工与电子学5.1三相电压5.1.1三相电压每相电枢绕组ee+-+-+-u1U1U2-三相交流发电机的原理图+++•••SN+-U1U2W1W2V2V111/27/2023电工与电子学例如：三相对称正弦电压相量表示三相对称交流电：幅值相等，频率相同，相位互差120°。瞬时表示

相量图表示5.1三相电压Ouωtu1u2u3波形表示11/27/2023电工与电子学三相对称正弦电压的瞬时值或相量之和为零，即相序：三相交流电压出现正幅值(或相应零值)的顺序。电力系统一般采用正序，即U1→V2→W3。三相电源的联结方式星形联结三角形联结5.1三相电压结论：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）。11/27/2023电工与电子学+-u3+-u12+-u23+-u31+-u2+-u1中性线(零线)中性点(零点)发电机的星形联结5.1.2三相电源的星形联结5.1三相电压U1V1W1NL1L2L3i2i3i1相电压：u1、u2、u3线电压：u12、u23、u31相线(端线、火线)相线(端线、火线)相线(端线、火线)线电流：i1、i2、i3iUiViW相电流：iU、iV、iW11/27/2023电工与电子学线电压与相电压的关系5.1三相电压

30°线电压的有效值一般用Ul表示相电压的有效值一般用Up

表示电源星形联结时，电源的线电流等于相电流线电流与相电流的关系11/27/2023电工与电子学发电机（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，即相电压与线电压。通常在低压配电系统中（三相四线制）相电压为220V，线电压为380V。5.1三相电压5.1.3三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，其大小为相电压的倍，相位上超前对应的相电压。只能形成三相三线制电路，提供线电压。11/27/2023电工与电子学5.2

负载星形联结的三相电路5.2.1三相负载三相负载的连接方式三相负载的连接原则星形联结三角形联结⑴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；⑵单相负载应当比较均匀地分配在各相之中。负载对称负载不对称负载对称负载不对称11/27/2023电工与电子学电灯(单相负载)的额定电压为220V电动机(三相负载)的额定电压为380V5.2负载星形联结的三相电路电灯与电动机的星形联结L1L2L3N11/27/2023电工与电子学5.2.2负载星形联结的三相电路5.2负载星形联结的三相电路NL1L2L3+-u1+-u2+-u3i1i2i3iN负载星形联结的三相四线制电路负载端的线电压：任意两负载端线之间的电压。负载端的相电压：每相负载两端的电压。负载端的相电压等于电源端的相电压。负载端的线电压等于电源端的线电压。11/27/2023电工与电子学将各相分别看作单相电路计算。5.2负载星形联结的三相电路NL1L2L3+-u1+-u2+-u3i1i2i3iN负载星形联结的三相四线制电路Y：三相三线制

Y0：三相四线制负载的线电流：每根相线中的电流。负载的相电流：每相负载中的电流。中线电流：流经中线的电流。线电流等于相电流11/27/2023电工与电子学不对称三相负载星形联结三相电路的计算设电源相电压为参考相量，则5.2负载星形联结的三相电路每相负载中的电流分别为11/27/2023电工与电子学中性线无电流通过，可去掉中性线(三相三线制电路)因为电源与负载都对称，所以负载电流也对称。负载对称，即归为一相的计算方法：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。5.2负载星形联结的三相电路对称三相负载星形联结三相电路的计算11/27/2023电工与电子学例1：有一星形联结的三相负载，每相的电阻R=6Ω，感抗XL=8Ω。电源电压对称，设，试求电流。5.2负载星形联结的三相电路解：11/27/2023电工与电子学例2：有一星形联结的不对称三相负载(电灯组)，在额定电压(220V)下其电阻分别为R1=5，R2=10，R3=20，电源电压对称，每相电压Up=220V。试求负载相电压、负载电流及中性线电流。解：5.2负载星形联结的三相电路负载相电压等于电源相电压，即220V。11/27/2023电工与电子学例3：有一星形联结的三相不对称负载(电灯组)，⑴L1相短路时；⑵L1相短路而中性线又断开时；试求各相负载上的电压。解：5.2负载星形联结的三相电路L1L2L3i1i2i3+-+-+-⑵×此时负载中性点即为L1。

此时，L2相与L3相的电灯组上所加的电压都超过电灯的额定电压(220V)，这是不允许的。⑴11/27/2023电工与电子学5.2负载星形联结的三相电路例4：有一星形联结的三相不对称负载(电灯组)，⑴L1相断开时；⑵L1相断开而中性线也断开时，试求各相负载上的电压。L1L2L3i1i2i3+-+-+-×解：⑴×⑵此时电路成为单相电路L2L3i+--+L3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。11/27/2023电工与电子学⑴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。⑵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。为了保证负载的相电压对称，中性线不能断开，中性线(指干线)内不允许接熔断器或闸刀开关。结论5.2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；三相电动机通常是对称的，需采用三相三线制电路。11/27/2023电工与电子学5.3负载三角形联结的三相电路i1i12i23i31u23+-L1L2L3i2i3u12+-u31+-负载的相电压等于电源的线电压。由于通常电源的线电压都对称，因此不论负载对称与否，其相电压总是对称的，即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。11/27/2023电工与电子学不对称负载三角形联结的相电流与线电流的关系线电流相电流5.3负载三角形联结的三相电路11/27/2023电工与电子学若负载对称，即5.3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则负载的相电流也对称，即11/27/2023电工与电子学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(具有中性线)。5.3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，其大小为负载相电压的倍，负载线电流滞后其相应相电流30°。11/27/2023电工与电子学1、应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关2、负载的额定相电压＝电源的线电压时，应做三角形联接三相负载的联接原则5.2负载星形联结的三相电路3、负载的额定相电压＝电源线电压时，应作星形(Y)联接11/27/2023电工与电子学5.4三相功率不论负载是星形联结或是三角形联结，总的有功功率必定等于各相有功功率之和。对称负载三角形联结时对称负载星形联结时当负载对称时11/27/2023电工与电子学

总结：不论对称负载是星形联结或是三角形联结，其功率均为：角为相电压与相电流之间的相位差。工程上功率通常用线电压和线电流表示，因为线电压和线电流的数值容易测量或是已知的。5.4三相功率11/27/2023电工与电子学例：有一三相电动机，每相等效电阻R=29，等效感抗XL=21.8，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。1、绕组为星形联结接于Ul

=380V的三相电源上。2、绕组为三角形联结接于Ul

=220V的三相