电工电子技术 课件 2任务五、三相电路电压、电流的测量实验

任务五、三相电路电压、电流的测量实验电工电子技术

黄燕华任务导学工程中三相负载的联结方法有三角形联结和星形联结，在具体应用时该如何选择呢?

任务导学负载星形联结是将每相负载接到相电压上，负载三角形联结是将每相负载接到线电压上。负载星形联结负载三角形联结任务情境分析生产生活中常用的三相四线制电源的工作原理。根据三相负载的不同接法(星形联结和三角形联结)，计算两种接法下线电压、相电压及线电流、相电流之间的关系，总结三相四线制供电系统中的中性线的作用。任务实施一、实施设备交流电压表（0~450V）、交流电流表（0~5A）、三相灯组负载（9盏220V，15W的白炽灯）。实施步骤1）三相四线制电源中三相指的是哪三相？四线是哪四线？该电源中可提供哪两种电压？他们之间的数值关系如何？2）三相负载根据什么条件选择星形联结或三角形联结？3）如图2-60中的三相负载星形联结（三相四线制供电），按图示线路连接实验电路，先把三相调压器的旋柄置于输出为0V的位置（即逆时针旋到底）。然后将三项灯组负载（连接成星形接法）经三相自耦调压器接通三项对称电源，经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源。然后调节调压器的输出使输出的三相相电压为220V，并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压，将所测得的数据填入表2-14中，并观察各项灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。三相负载星形接法实验电路三相负载星形联结时的电路参数（1）三相负载星形联结时的电路参数（2）4）负载三角形联接（三相三线制供电系统），如图2-61所示线路，将三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源，按图示电路连接，经指导教师检查合格后接通三相电源并调节调压器，使其输出线电压为220伏，并按照表的内容进行测试，将测试结果填入表2-15中。负载三角形联结实验电路三相负载三角形联结时的电路参数知识链接一、三相交流发电机及三相交流电源二、三相四线制电源及其相电压、线电压三、三相负载的连接方式四、三相电路的计算五、三相电路的功率

一、三相交流发电机及三相交流电源电工电子技术

黄燕华三相交流发电机三相发电机可产生三相交流电。图a所示为三相交流发电机的原理图，它主要由定子和转子两部分组成。发电机的定子是固定的，它是由硅钢片叠加制成的圆筒，圆筒内圆周边均匀分布有六个槽，固定有三组结构完全相同的绕组（几何形状和匝数），它们的空间位置相差120°。其中U1、V1、W1为这三个绕组的始端，U2、V2、W2为三个绕组的末端，其转子是绕中心轴旋转的一对磁极（转子绕组中通入直流电流产生磁场），由于磁极面的特殊形状，使定子与转子间的空气隙中的磁场按正弦规律分布。三相交流发电机原理图三相交流电源+-eUU1U2uU+-+-eVV1V2uV+-+-eWW1W2uW+-三相对称绕组

U1-U2V1-V2W1-W2三相绕组的始端U1V1W1三相绕组的末端U2V2W2三相绕组在电动机定子圆周内表面对称放置（空间间隔120°位置差）。规定绕组感应电动势eU、eV、eW的正方向自末端指向始端。+-eUU1U2uU+-+-eVV1V2uV+-+-eWW1W2uW+-(一)对称三相交流电动势三相交流发电机能够产生三个频率相同、有效值相等、彼此之间有120°相位差的电动势eU、eV、eW。+-eUU1U2uU+-+-eVV1V2uV+-+-eWW1W2uW+-规定三相电源电压的正方向uU、uV、uW自绕组始端指向末端，则每相绕组的端电压与电动势相等。uU=eUuV=eVuW=ew对称三相电压+-eUU1U2+-eVV1V2+-eWW1W2用端电压表示电源的作用效果。uU+-uV+-uW+-uW=Umsin（ωt+120°）uU0tUmuuVuW瞬时值式波形图uU=UmsinωtuV=Umsin（ωt--120°）120°120°120°UU·UV·UW·相序三相交流电动势(电压)从超前到滞后的排列顺序。正相序U相→V相→W相相量式uU+uV+uW=0WU&对称三相电压的特点：瞬时值之和等于零。用相量式和相量图表示为：二、三相四线制电源及其相电压、线电压电工电子技术

黄燕华(二)三相四线制电源及相电压、线电压中性线

+UW·U1+___+UV·UU·W1V11.三相四线制电源电源的中性点N相线端线NU相线W相线中性线V相线+V相线W相线UW·U1+___+UV·UU·U相线中性线W1V1N2.相电压和线电压相电压：三条相线到中性线的电压,即三相电源的三个相电压。相电压对称+_·UUV+_·UWU_UVW·+++V相线W相线UW·U1+___+++___UWU·UV·UU·UUV·UVW·U相线中性线W1V1N线电压：三条相线两两之间的电压。线电压的正方向：、、。线电压、相电压的关系

KVL方程UU·UV·UW·--UU·--UW·--UV·UUV·UVW·UWU·30°30°30°线电压分别超前于相应的相电压30°。线电压的有效值120°BDCHUU·UV·UW·--UU·--UW·--UV·UUV·UVW·UWU·30°30°30°线电压分别超前于相应的相电压30°。线电压的有效值线电压的有效值同理可得UU·UV·UW·--UU·--UW·--UV·UUV·UVW·UWU·30°30°30°用相量式表示线、相电压的关系线电压对称三、三相负载的连接方式电工电子技术

黄燕华二.三相负载的连接方式以220V／380V低压配电系统为例介绍三相电路负载的连接方法。三相四线制电源的优点之一就是能够提供两种电压:相电压和线电压。低压配电系统民用和动力混合使用的供电系统。相电压UP=220V民用照明、家用电器。线电压UL=380V工农业动力用电。(一)负载接入三相电源的原则(1)

电源电压等于负载的额定电压。(2)多个负载应均匀地接入三相电源,力求三相电源的负载均衡、对称。(二)负载的连接方法(1)单相负载若负载的额定电压UN=380V接在相线与相线之间。单相负载如照明灯具、家用电器等单个用电设备。负载的额定电压UN=220V接在相线与中线之间，均匀分布。单相负载接入三相电源2.三相负载的连接方法三相负载的额定电压UN=220V,以星形方式接在相线与中线之间。三相负载的额定电压UN=380V,以三角形方式接在相线与相线之间。三个互相关联的负载组成的整体，如三相电炉、三相异步电动机。三相负载接入三相电源四、三相电路的计算电工电子技术

黄燕华三相负载星形联结电路计算_+UW·U+__+UV·UU·NVWN′ZUZVZWIW·IV·IU·IN·三相负载的额定电压等于电源相电压时,按星形方式联接。负载相电流：流过每一相负载的电流，有效值用IP表示。中性线电流

正方向从负载端指向电源端。正方向从电源端指向负载端、、。线电流：流过相线的电流，有效值用IL表示。(1)负载相电压等于电源相电压。_+UW·U+__+UV·UU·NVWN′ZUZVZWIW·IV·IU·IN·负载相电压对称。(2)负载相电流等于对应的线电流。三相负载星形联接（且有中性线）时的特点：_+UW·U+__+UV·UU·NVWN′ZUZVZWIW·IV·IU·IN·计算：三相负载的相电流各自独立。_+UW·U+__+UV·UU·NVWN′ZUZVZWIW·IV·IU·IN·2.三相对称负载星形联接电路的计算中线电流三相对称负载_+UW·U+__+UV·UU·NVWN′ZUZVZWIW·IV·IU·IN·三相电流结论:三个相电流对称（有效值相等，彼此间依次有120°相位差）。中性线可以断开----三相三线制供电系统。此时依靠电路的对称性，负载中性点N和电源中性点N′电位仍保持相等，负载工作不受影响。_+UW·U+__+UV·UU·NVWN′ZUZVZWIW·IV·IU·IN·中性线电流

IN=IU+IV+IW=0····负载三角形联接三相负载的额定电压等于电源线电压，三相负载接在电源的三条相线之间，是三角形连接方式。VUWZUVZVWZWUZUVIW·UVWIU·IVW·IV·IUV··IWUZVWZWU+--UUV·1.三相负载三角形联接的特点(1)负载的相电压等于电源的线电压。(2)负载的相电流各自独立，可分别计算。负载的相电压对称。ZUVIW·UVWIU·IVW·IV·IUV··IWUZVWZWU+--UUV·(3)负载的相电流与线电流的关系普遍适用由KCL，可得ZUVIW·UVWIU·IVW·IV·IUV··IWUZVWZWU+--UUV·ABC由A结点由B结点由C结点2.三相对称负载三角形联接电路的计算ZUVIW·UVWIU·IVW·IV·IUV··IWUZVWZWU+--UUV·三相负载的相电流对称相电流的有效值相等；彼此间依次有120°相位差。IVW·UUV·φφφUVW·UWU·IWU·IUV·ZUVIW·UVWIU·IVW·IV·IUV··IWUZVWZWU+--UUV·φφφIUV·IVW·IWU·-IWU·-IUV·-IVW·IU·IV·IW·线电流ZUVIW·UVWIU·IVW·IV·IUV··IWUZVWZWU+--UUV·30°30°30°DFEH(1)线电流有效值是相电流有效值的倍。线电流对称(2)线电流滞后于相应的相电流30°。IUV·IVW·IWU·-IWU·-IUV·-IVW·IU·IV·IW·30°30°30°五、三相电路的功率电工电子技术

黄燕华五、三相电路的功率三相电路（三角形或星形联接）的总平均功率P等于三相负载平均功率PU

、PV

、PW之和。P=PU

+PV

+

PW三相对称负载P=3PP=3UPIPcosφP上式中UP、

IP分别是负载的相电压和相电流。φP是负载的阻抗角（负载相电压和相电流的相位差角）。用线电流计算三相对称电路的功率对称三相负载星形联接同样可推导出，对称三相负载三角形联接对称三相电路的无功功率对称三相电路的视在功率任务实施一、实施设备交流电压表（0~450V）、交流电流表（0~5A）、三相灯组负载（9盏220V，15W的白炽灯）。实施步骤1）三相四线制电源中三相指的是哪三相？四线是哪四线？该电源中可提供哪两种电压