1、海南風光第第6講講第四章三相交流電路第四章第四章 三相交流電路三相交流電路 4.1 三相交流電源三相交流電源 4.1.1 三相電動勢的產生三相電動勢的產生 4.1.2 三相交流電源的連接三相交流電源的連接4.2 三相負載及三相電路的計算三相負載及三相電路的計算 4.2.1 星形接法及計算星形接法及計算 4.2.2 三角形接法及計算三角形接法及計算4.3 三相電路的功率三相電路的功率4.1 三相交流電源三相交流電源4.1.1 三相電動勢的產生三相電動勢的產生NS AXe在兩磁極中間，放一個線圈。在兩磁極中間，放一個線圈。根據右手定則可知，線根據右手定則可知，線圈中產生感應電動勢，圈中產生感應電動

2、勢，其方向由其方向由AX。讓線圈以讓線圈以 的速度順時的速度順時針旋轉。針旋轉。 合理設計磁極形狀，使磁通按正弦規律分布，合理設計磁極形狀，使磁通按正弦規律分布，線圈兩端便可得到線圈兩端便可得到單相單相交流電動勢。交流電動勢。tEeAXsin2一、三相交流電動勢的產生一、三相交流電動勢的產生AXYCBZSN定子定子轉子轉子 定子中放三個線圈：定子中放三個線圈：A XB YC Z首端首端末端末端三線圈空間位置三線圈空間位置各差各差120o 轉子裝有磁極并以轉子裝有磁極并以 的速度旋轉。三個的速度旋轉。三個線圈中便產生三個單相電動勢。線圈中便產生三個單相電動勢。二、三相電動勢的表示式二、三相電動勢

3、的表示式三相電動勢的特征：三相電動勢的特征： 大小相等，頻率相同，相位互差大小相等，頻率相同，相位互差120。240sin120sinsintEetEetEemCmBmA)120sin(tEm1. 三角函數式三角函數式AEBECE2. 相量表示式及相互關系相量表示式及相互關系0CBAEEE1201200EEEEEECBAEm BeAeCe0120 240 360 t1201201204.1.2 三相交流電源的連接三相交流電源的連接一、星形接法一、星形接法AeCeBeAXYCBZN 1. 連接方式連接方式Ce（中線）（中線）（火線）（火線）（火線）（火線）（火線）（火線）ceBeAXYCBZNA

4、e三相四線三相四線制供電制供電火線（相線）火線（相線）:ABC中線（零線）：中線（零線）：N 2. 三相電源星形接法的兩組電壓三相電源星形接法的兩組電壓CCNBBNAANeueueu相電壓相電壓：火線對零線間的電壓。火線對零線間的電壓。1201200PCNPBNPANUUUUUUCeceBeACBNAe120 120 120 ANUBNUCNUANuBNuCNu三個相電壓是對稱的三個相電壓是對稱的UP代表電源相電壓的有效值代表電源相電壓的有效值線電壓線電壓：火線間的電壓。火線間的電壓。ANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABCABuuuCABN注意規定的注

5、意規定的正方向正方向ANuBNuCNuBNUABU線電壓和相電壓的關系：線電壓和相電壓的關系：BNUANUCNU30 BNANBNANABUUUUU303ANABUU30 330 3CNANCNCABNCNBNBCUUUUUUUU 同理：同理：303ANBNANABUUUUBNUANUCNUABUBCUCAU三個線電壓也是對三個線電壓也是對稱的：大小相等，稱的：大小相等，為相電壓的為相電壓的 倍，倍，相位領先對應的相相位領先對應的相電壓電壓30，互成，互成120相位差。相位差。3線電壓與相電壓的通用關系表達式：線電壓與相電壓的通用關系表達式：30 3plUUlU pU -為電源的相電壓為電源的

6、相電壓 -為電源的線電壓為電源的線電壓在日常生活與工農業生產中，多數用戶的電壓等級為在日常生活與工農業生產中，多數用戶的電壓等級為V380 V220lPUU、V220lUV127pU星形接法星形接法ACB NZZZ4.2 三相負載及三相電路的計算三相負載及三相電路的計算三角形接法三角形接法ACBZZZ負載有兩種接法負載有兩種接法:ACBNZZZANuBNuCNuAiCiBiANiCNiBNi相電流相電流(負載上的電流負載上的電流)：CNBNANIII 、4.2.1 三相對稱負載星形接法及計算三相對稱負載星形接法及計算線電流線電流(火線上的電流火線上的電流)：CBAIII 、plII CNCBN

7、BANAIIIIIIACBNZZZNiAiCiBiANiCNiBNi一、星形接法特點一、星形接法特點相電流相電流=線電流線電流* CNBNANNIIIINI: 零線電流零線電流*負載兩端的電壓等于電源的相電壓負載兩端的電壓等于電源的相電壓ACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCUAICIBIANIBNICNINIZUIIZUIICNCNCBNBNBZUIIANANA二、負載星形接法時的一般計算方法二、負載星形接法時的一般計算方法ZUIIpplACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCUAICIBIANIBNICNINI線電流、相電流線電流、相電流計算通式：計算通式：V0pANUU

8、120pBNUU120pCNUU ZZ1201200ZUIIZUIIZUZUZUIIpCNCpBNBpPANANA結論：三相電結論：三相電源對稱，負載源對稱，負載對稱且對稱且Y形連接，形連接，則三個線電流則三個線電流也是對稱的。也是對稱的。中線電流為中線電流為00CNBNANNIIII例：三相電源，例：三相電源， 三相對稱負載，三相對稱負載，Y型接法，每相型接法，每相V380lU43jZ求：每相負載中的電流及各線電流相量。求：每相負載中的電流及各線電流相量。解：解：V22033803lpUU設設0220ANU120220BNU120220CNU1 .53543jZA1 .53441 .5350

9、220ZUIIANANAA1 .5344ANAIIA1 .173441201 .5344BNBIIA9 .66441201 .5344CNCII1. 負載不對稱時，各相單獨計算。如：負載不對稱時，各相單獨計算。如： 已知：已知： 三相負載三相負載 R、L、C 以及以及 三相線電壓：三相線電壓：120 120 0lCAlBClABUUUUUU求：各相、各線及中線電流求：各相、各線及中線電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI解：解：(1) CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI120 120 0lCAlBClABUUUUUU903130 311503130 31

10、303130 31lCACNlBCBNlABANUUUUUUUUU相相電電壓壓線線電電壓壓30 3plUUCI CRA B NLCAINIBIANIBNICNIlpUU31令：令：則相電壓為：則相電壓為：90903115015031303031PlCNPlBNPlANUUUUUUUUU(2) 相電流相電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI30RURUIPANAN18090CPCPCCNCNXUjXUjXUI240150LPLPLBNBNXUjXUjXUICAUABUBCU(3) 中線電流中線電流CBANIIIINICNUANUBNUBNICNIANI(4) 相量圖相量圖18

11、024030CPCNLPBNPANXUIXUIRUIAIBICI2. 負載對稱時，只需計算一相。負載對稱時，只需計算一相。ZZZZCBA 如：如：AANANIZUI則：則：120120ANCCNANBBNIIIIII據此可直接得出另兩相電流：據此可直接得出另兩相電流：0CBAOIIII（中線電流為（中線電流為0）CNUANUBNU3. 負載對稱，只要求電流、電壓大小時，僅算一相負載對稱，只要求電流、電壓大小時，僅算一相 有效值即可。有效值即可。0CBANIIII)(ZZZZCBA負載對稱時負載對稱時問題及討論問題及討論零線是否零線是否可以取消？可以取消？答：答：Y形連接，三相完全對稱時，零線可

12、以形連接，三相完全對稱時，零線可以取消。稱為三相三線制。取消。稱為三相三線制。ceACBZZZCeBeAe三相三線制供電時，若各相負載不相等，將三相三線制供電時，若各相負載不相等，將如何？如何？ANNAIBICIAEBECECB求：各相負載電流。求：各相負載電流。已知已知：240220 120220 0220CBAEEE每盞燈的額定值為每盞燈的額定值為: 220V、 100W用節點電位法用節點電位法ANNAIBICIAEBECECBAEBECERRRRNNABCAIBICIRRRRRRUN21121202201202200220 每盞燈為每盞燈為220V、 100W4842PURAEBECER

13、RRRNNABCAIBICI、V 12055NUAIBICI、代入代入R值得：值得：應用實例應用實例-照明電路照明電路ACB.一組一組二組二組三組三組N 正確接法正確接法:每組燈相互并每組燈相互并聯聯,然后分別接然后分別接至各相電壓上。至各相電壓上。設電源電壓為：設電源電壓為：V220380PlUU每組燈的數量可以不等，但每盞燈上都可每組燈的數量可以不等，但每盞燈上都可得到額定的工作電壓得到額定的工作電壓220V。能否取消中線能否取消中線？關于零線的結論關于零線的結論 負載不對稱而又沒有中線時，負載上可能得到大小負載不對稱而又沒有中線時，負載上可能得到大小不等的電壓，有的超過用電設備的額定電壓

14、，有的達不等的電壓，有的超過用電設備的額定電壓，有的達不到額定電壓，都不能正常工作。比如，不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中照明電路中各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。三相制供電，而且必須保證零線可靠。 中線的作用在于，使星形連接的不對稱負載得到相中線的作用在于，使星形連接的不對稱負載得到相等的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，其上不等的相電壓。為了確保零線在運行中不斷開，其上不允許接保險絲也不允許接刀閘。允許接保險絲也不允許接刀閘。 4.2.2 三角形接法及計算三角形接法及計算ABiCA

15、iBCiCiBiAiCAuABuBCuACBlpUU 負載特點特點：負載的相電壓負載的相電壓=電源的線電壓電源的線電壓各電流的計算各電流的計算BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI每相負載電流每相負載電流BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII線電流線電流（2）負載對稱時（）負載對稱時（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），），各相電流有各相電流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值為：。有效值為：ZUIIIIlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuA

16、BuBCuACBZABZBCZCA（1）負載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。）負載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。CAABAIII303ABAIICAUABUBCUBICIABICAIBCI303303CACBCBIIII同理：同理：0lABUU設：負載為阻性的，阻抗角為設：負載為阻性的，阻抗角為 0 。負載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關系負載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關系CAIAIABCABICAIAI負載對稱時三角形接法的特點負載對稱時三角形接法的特點BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACB lpUU 負載 303plII負載對稱三角負載對稱

17、三角形接法，負載形接法，負載兩端的電壓等兩端的電壓等于電源的線電于電源的線電壓；線電流是壓；線電流是相電流的相電流的 倍，倍，相位落后對應相位落后對應的相電流的相電流30。3負載對稱時：負載對稱時：cos3ppIUP 4.3 三相電路的功率三相電路的功率CBAPPPP三相總有功功率：三相總有功功率： 由負載由負載性質決定性質決定 3plplIIUU星形接法時：星形接法時： 3 plplIIUU三角形接法時：三角形接法時：cos3llIUP 4.3.1 三相電路的功率的計算三相電路的功率的計算UP、IP代表負載上的相電壓和相電流代表負載上的相電壓和相電流llllllIUSIUQIUP3sin3c

18、os3有功功率：有功功率：無功功率：無功功率：視在功率：視在功率：在三相負載對稱的條件下，三相電路的功率：在三相負載對稱的條件下，三相電路的功率：三相交流電路的小結（三相交流電路的小結（1）-三相電源三相電源三相四線制三相四線制AAeCeBeCBN三相電源一三相電源一般都是對稱般都是對稱的，而且多的，而且多用三相四線用三相四線制接法。制接法。三相交流電路的小結三相交流電路的小結(2)-三相負載三相負載星形負載星形負載三角形負載三角形負載ACBNZZZACBZZZ三相交流電路的小結三相交流電路的小結(3)-三相電路計算三相電路計算負載負載 形接法形接法lPPlUUII303對稱負載時：對稱負載時：各相電壓