1、2022-3-15設(shè)備電路基礎(chǔ)山東職業(yè)學(xué)院20222022年年3 3月月1515日星期二日星期二4-2第三章 三相交流電路 3.1 三相交流電源 3.1.1 三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 3.1.2 三相交流電源的連接3.2 三相負(fù)載及三相電路的計(jì)算 3.2.1 星形接法及計(jì)算 3.2.2 三角形接法及計(jì)算3.3 三相電路的功率4-33.1 三相交流電源3.1.1 三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生NSAXe在兩磁極中間，放一個(gè)線(xiàn)圈。根據(jù)右手定則可知，線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向由AX。讓線(xiàn)圈以 的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 合理設(shè)計(jì)磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線(xiàn)圈兩端便可得到單相交流電動(dòng)勢(shì)。tEeAXsin24-4一、三相交流

2、電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生AXYCBZSN定子轉(zhuǎn)子定子中放三個(gè)線(xiàn)圈：A XB YC Z首端末端三線(xiàn)圈空間位置各差120o 轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋轉(zhuǎn)。三個(gè)線(xiàn)圈中便產(chǎn)生三個(gè)單相電動(dòng)勢(shì)。4-5二、三相電動(dòng)勢(shì)的表示式三相電動(dòng)勢(shì)的特征： 大小相等，頻率相同，相位互差120。240sin120sinsintEetEetEemZCmYBmXA)120sin(tEm1. 三角函數(shù)式4-6AEBECE2. 相量表示式及相互關(guān)系0CBAEEE1201200EEEEEECBAEm BeAeCe4-73.1.2 三相交流電源的連接一、星形接法AeCeBeAXYCBZN 1. 連接方式4-8Ce（中線(xiàn)）（火線(xiàn)）（火線(xiàn)）（火線(xiàn)）c

3、eBeAXYCBZNAe三相四線(xiàn)制供電火線(xiàn)（相線(xiàn)）:ABC中線(xiàn)（零線(xiàn)）：N4-9 2. 三相電源星形接法的兩組電壓CCNBBNAANeueueu相電壓：火線(xiàn)對(duì)零線(xiàn)間的電壓。2401200PCNPBNPANUUUUUUCeceBeACBNAe120120120ANUBNUCNUANuBNuCNu4-10線(xiàn)電壓：火線(xiàn)間的電壓。ANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABCABuuuCABN注意規(guī)定的正方向4-11BNUABU線(xiàn)電壓和相電壓的關(guān)系：BNUANUCNU30BNANBNANABUUUUU303ANABUU4-1230 330 3CNANCNCABNCNB

4、NBCUUUUUUUU 同理：303ANBNANABUUUUBNUANUCNUABUBCUCAU4-13線(xiàn)電壓與相電壓的通用關(guān)系表達(dá)式：30 3plUUlU pU -為相電壓 -為線(xiàn)電壓在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶(hù)的電壓等級(jí)為V380 V220lPUU、4-14CZCABYBCAXABUUUUUU plUU二、三角接法ACAuAXYCBZABuBCuBC特點(diǎn)：線(xiàn)電壓=相電壓4-15短路+E三個(gè)電源串接能否造成短路？直流電源行嗎？AAeCeBeXYZBC問(wèn)題討論+-EEE直流電源串接不行，三相交流電源可以， 為什么？4-16AAeCeBeXYZBCEmAeBeCe三相交流電源中三個(gè)電源可以

5、串接的原因在于： 三個(gè)電源的電壓任何瞬間相加均為零。4-17星形接法ACB NZZZ3.2 三相負(fù)載及三相電路的計(jì)算三角形接法ACBZZZ負(fù)載也有兩種接法:4-18ACBNZZZANuBNuCNuAiCiBiANiCNiBNi相電流(負(fù)載上的電流)：CNBNANIII 、3.2.1 星形接法及計(jì)算線(xiàn)電流(火線(xiàn)上的電流)：CBAIII 、4-19lpII CNCBNBANAIIIIIIACBNZZZNiAiCiBiANiCNiBNi一、星形接法特點(diǎn)相電流=線(xiàn)電流* CNBNANNIIIINI: 零線(xiàn)電流4-20*線(xiàn)電壓=相電壓3, 線(xiàn)電壓領(lǐng)先于相電壓30。BNUANUCNUABUBCUCAUAC

6、BNZZZANUABUCNUBNUCAUBCU30 330 3CNCABNBCUUUU303ANABUU4-21BiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAe二、負(fù)載星形接法時(shí)的一般計(jì)算方法解題思路： 一般線(xiàn)電壓 為已知，然后根據(jù)電壓和負(fù)載求電流。luZUIIuuuupplpLppl4-221. 負(fù)載不對(duì)稱(chēng)時(shí)，各相單獨(dú)計(jì)算。如： 已知： 三相負(fù)載 R、L、C 以及 三相線(xiàn)電壓：120 120 0lCAlBClABUUUUUU求：各相、各線(xiàn)及中線(xiàn)電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI4-23解：(1) CI CRA B NLCAINIBIANIBNIC

7、NI120 120 0lCAlBClABUUUUUU903130 311503130 31303130 31lCACNlBCBNlABANUUUUUUUUU相電壓線(xiàn)電壓4-24CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNIlpUU31令：則相電壓為：90903115015031303031PlCNPlBNPlANUUUUUUUUU4-25(2) 相電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI30RURUIPANAN18011j901jCUCUCUIPPCNCN240j150jLULULUIPPBNBN4-26CAUABUBCU(3) 中線(xiàn)電流CBANIIIINICNUAN

8、UBNUBNICNIANI(4) 各電流相量關(guān)系18024030CPCNLPBNPANXUIXUIRUI4-27AIBICI2. 負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，只需計(jì)算一相。ZZZZCBA 如：AANANIZUI則：240120ANCCNANBBNIIIIII據(jù)此可直接得出另兩相電流：0CBAOIIII（中線(xiàn)電流為0）CNUANUBNU3. 負(fù)載對(duì)稱(chēng)，只要求電流、電壓大小時(shí)，僅算一相 有效值即可。4-280CBANIIII)(ZZZZCBA負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)問(wèn)題及討論零線(xiàn)是否可以取消？答：三相完全對(duì)稱(chēng)時(shí)，零線(xiàn)可以取消。稱(chēng)為 三相三線(xiàn)制。ceACBZZZCeBeAe4-294. 三相三線(xiàn)制供電時(shí)各相電流的計(jì)算ANNAIB

9、ICIAEBECECB求：各相電流。已知：240220 120220 0220CBAEEE每盞燈的額定值為: 220V、 100W4-30用節(jié)點(diǎn)電位法ANNAIBICIAEBECECBAEBECERRRRNNABCAIBICI4-31RRRRRRUN21121202201202200220 每盞燈為220V、 100W4842PURAEBECERRRRNNABCAIBICI、V 12055NUAIBICI、代入R值得：4-32應(yīng)用實(shí)例-照明電路ACB.一層樓二層樓三層樓N 正確接法:每層樓的燈相互并聯(lián),然后分別接至各相電壓上。設(shè)電源電壓為：V220380PlUU則每盞燈上都可得到額定的工作電壓

10、220V。4-33照明電路的一般畫(huà)法零線(xiàn)上不能加刀閘和保險(xiǎn)ABCN. . . . . . .一層二層三層4-34討論照明電路能否采用三相三線(xiàn)制供電方式？ACB.一層樓二層樓三層樓N不加零線(xiàn)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題?4-35 設(shè)線(xiàn)電壓為380V。A相斷開(kāi)后，B、C 兩相串連，電壓UBC （380V）加在B、C負(fù)載上。如果兩相負(fù)載對(duì)稱(chēng)，則每相負(fù)載上的電壓為190V。問(wèn)題1：若一樓全部斷開(kāi)，二、三樓仍然接通, 情況如何?ACB.一層樓二層樓三層樓分析：結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。4-36 問(wèn)題2：若一樓斷開(kāi)，二、三樓接通。但兩層樓 燈的數(shù)量不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的 1/4 ）結(jié)果如何？結(jié)果：二

11、樓燈泡上的電壓超過(guò)額定電壓， 燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。ACBR2R3V 76380513RUV 304380542RU分析4-37關(guān)于零線(xiàn)的結(jié)論負(fù)載不對(duì)稱(chēng)而又沒(méi)有中線(xiàn)時(shí)，負(fù)載上可能得到大小不等的電壓，有的超過(guò)用電設(shè)備的額定電壓，有的達(dá)不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對(duì)稱(chēng)，所以絕對(duì)不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線(xiàn)可靠。中線(xiàn)的作用在于，使星形連接的不對(duì)稱(chēng)負(fù)載得到相等的相電壓。為了確保零線(xiàn)在運(yùn)行中不斷開(kāi)，其上不允許接保險(xiǎn)絲也不允許接刀閘。4-383.2.2 三角形接法及計(jì)算ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACBlLpUU 特點(diǎn)：負(fù)載相電壓=

12、線(xiàn)電壓4-39各電流的計(jì)算BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI相電流BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII線(xiàn)電流4-40（2）負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），各相電流有 效值相等，相位互差120 。有效值為：ZUIIIIlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCA（1）負(fù)載不對(duì)稱(chēng)時(shí)，先算出各相電流，然后計(jì)算線(xiàn)電流。4-41CAABAIII303ABAIICAUABUBCUBICIABICAIBCI303303CACBCBIIII同理：0lA

13、BUU設(shè)：負(fù)載為阻性的，阻抗角為 0 。負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，三角形接法線(xiàn)、相電流的相位關(guān)系CAIAIABCABICAIAI4-42負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)三角形接法的特點(diǎn)BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBlLpUU 303plII注意電路中規(guī)定的正方向4-43負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)：cos3pLpIUP 3.3 三相電路的功率CBAPPPP三相總有功功率： 由負(fù)載性質(zhì)決定 3plLplIIUU星形接法時(shí)： 3 plLplIIUU三角形接法時(shí)：cos3llIUP 3.3.1 三相電路的功率的計(jì)算4-44llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：無(wú)功功率：視在功率：在三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)的條件下，三相電

14、路的功率：4-45（書(shū) P502）*i1i2u負(fù)載一、單相功率的測(cè)量 電動(dòng)式瓦特計(jì)在交流電路中cos1UkI其中， 為 間的夾角。ui ,1指針偏轉(zhuǎn)角度電流線(xiàn)圈電壓線(xiàn)圈i2和 u 成正比，且近似同相3.3.1 三相電路的功率的測(cè)量4-46二、三相功率的測(cè)量 1W*2W*3W*負(fù) 載ACBN三相總功率為三個(gè)功率表測(cè)得數(shù)據(jù)的總和。三相四線(xiàn)制接法，用三個(gè)功率表測(cè)量：4-47三相總功率等于兩表測(cè)得數(shù)據(jù)之和。BuCiBiAiACuBCuACBCuAuAZBZCZ2W*1W*三相三線(xiàn)制的電路中，用二表法測(cè)功率：4-48兩表法測(cè)量功率的原理：BCBACACBBCAACCBBAAuiuiuuiuuiiuiui

15、upBACiii結(jié)論：三相總功率等于兩表測(cè)得數(shù)據(jù)之和。每單個(gè)功率表的讀數(shù)沒(méi)有意義。實(shí)驗(yàn)用的 三相瓦特計(jì)實(shí)際上就是根據(jù)“二表法”的原理設(shè)計(jì)的。4-49求：功率表W1、W2的讀數(shù)。例2W*電機(jī)AICICBUACBABU1W* 已知： 電機(jī)的功率為 2.5 kW, 。 866.0cos （設(shè)電機(jī)為星形接法，N為其中點(diǎn)。） 電源線(xiàn)電壓為380V，各相對(duì)稱(chēng)。4-502W*電機(jī)AICICBUACBABU1W*A386. 4866. 03803105 . 2cos3cos33llllUPIIUP（1）求電流大小4-512W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUV0220NAU設(shè)：ANUABUB

16、CUCAUCBU（2）求電流、電壓的相位關(guān)系V90380V90380V30380CBBCABUUU則：4-522W*AICICBUACBABU1W*ZBZAZCNAUABUANUAIABAUI、間的相位差6011已知電機(jī)的866.0cos30866.0cos-1A30386.4AI4-53AUABUBCUCAUCBUAIBICIW3 .83360cos386.4380cos11AABIUPW7 .16660cos386. 4380cos22CCBIUPA90386.4CI同理，由相量圖可得02CBCUI、間的相位差W1的讀數(shù)為833.3瓦W2的讀數(shù)為1666.7瓦4-54相序的判定 三相交流電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)最大值的先后順序稱(chēng)為三相電源的相序。 A - B - C 稱(chēng)為順相序 A - C - B 稱(chēng)為逆相序 將相序指示器接至三相電源上，便可測(cè)出相序： 假設(shè)電容C接的是A相，則 L1、L2 較亮者為B相，另一相為C相。證明，請(qǐng)見(jiàn)教材P191和P192C燈泡相序指示器L1L2燈泡4-55三相交流電路的小結(jié)（1）-三相電源三相三線(xiàn)制三相四線(xiàn)制AAeCeBeCBNAeCeBeACBAeCeBeACB三相電源一般都是對(duì)稱(chēng)的，而且多用三相