交流电路(新)-44n

三相对称 余弦函数
三相对称 正弦函数
作业
→作业
5.2.5，5.2.8，5.2.9*， 5.2.1, 5.2.4, 5.2.5* 5.2.10*，5.4.3 (7版) 5.2.6*,5.4.3(6版)
*：2选
相序
负载星形联接时
中性 线电流
从负载中性点N′通过 中性线流向电源中性 点N的电流iN
I I l p
三相四线制电路/2
电源相电压 U / 0参考相量 U 1 U 2 U / 120 U 3 U / 120
U U k k U U k kN k 1~ 3 0 U
W2 U 2
V2
星形接法
W2
V2 U 2
三角形接法
W2
U 2 V2
接三相电源
接三相电源
三相电路的相关规定
国际电工委员 会IEC规定：
Protect Earth:PE
工作接地TT：三相三线制，中性点接地 保护接地IT：三相三线制或三相四线 制，中性点不接地，外壳接地 保护接零TN-S ： 三相五线制，外壳接PE 保护接零TN-C ： 三相四线制，外壳接零N 混合式TN-C-S: 中性点接工作零线。 负载接地电阻Rd<<电源 接地电阻Ro（≤4Ω）
不对称负载星形联接---Ⅱ
I 1 I 2
U / Z , k 1,2,3 I k k k
I
k 1
3
k
I I 0, I k m n
I 3
不对称负载星形联接--Ⅲ
I I 1 1 I
2 2
负载不对称 无中性线
3 I 3
负载不对称应加中性线 保证相电压对称 三相四线制电路 用于不对称负载 中性线不加 熔丝及开关
正弦交流电路/4
§4.10 三相电路 三相交流发电机原理 4.10.1三相电压 多相制 相序 三相电动势的相量和正弦波形 单位相量算子 ㈠术语介绍 相电压与线电压 ㈣相电压与线电压之间的关系 ㈤星形连接下相电压与线电压 4.10.2三相交流电路 Ⅱ负载星型联接的三相电路 ⑴负载星型联接三相四线制电 路/1 /2 /3 • ⑵负载星型联接的三相三线制 电路 • • • • • • • • • • • • 三相三线制下电动机的三 相定子绕组的接法 • 三相电路的相关规定 保护 • 对称负载星形联接的分 析—1 分析—2 • ⑶不对称负载星形联接—I 联接—Ⅱ 联接--Ⅲ • Ⅲ负载三角型联接的三相 电路---⑴ ---⑵ -- ⑶ • 4.10.3 三相功率 • 对称负载的三相功率/ 1 /2 /3 作业
对称负载的三相功率---1
当对称负载是 星型联接时 当对称负载是 三角型联接时
☎ φl 指线电压、 线电流之间的相 位差
p l 30
☎ φp指相电压、 相电流之间的相 位差
两种情况下每相负载 的有功功率相等,都有 同理,可得出三相 无功功率和视在 功率
对称负载的三相功率---2
无论负载如何联接，总的瞬时功率必 定等于各相瞬时功率之和。
磁极是转动的， 亦称转子
磁极转子铁心 上绕有励磁绕 组，有直流励 磁。 选择合适的极 面形状和励磁 绕组的布置情 况，可使空气 隙中的磁感应 强度按正弦规 律分布。
发电机定则—右手定则:
用以判别导体在磁场中运动,其感 应电动势(或感应电流I)的方向 导体在磁场中作 切割磁力线运动, 产生感应电动势 (感应电流)
N
S
三相交流 发电机原理
定子由三组在空 间相差120°的绕 组(U1U2，V1V2， W1W2 )构成
1
转子是由直流发电机供电，能 产生恒定磁场的电磁铁，且顺 时针匀速转动
定子相对转子作逆时针转 动，依次产生初相位相差 120°，振幅、频率相同的 U，V，W 相电动势（制 造要求如此）。
单相交流电：定子作为 恒定磁场，在转子上取 出电流，很不经济。
3
3U 30 U l p
U l 3U p l p 30
㈤星形连接下相电压与线电压之间的关系2
U U U 12 1 2 U U 23 U 2 3 U U U 31 3 1
相电压三相对称时，可 得到频率相同、幅值相 等、相位互差120°的 三相对称正弦线电压 u12 ， u23 ， u31 。
§4.10 三相电路
三相交流发电机的主要组成部分是电枢和磁极。
电枢是固定的,亦称定子 定子铁心的内圆周表面 冲有槽,用以放置三相电 枢绕组 。
每相绕组相同,它们的始 端(头)标以U1V1W1 末端(尾)标以U2V2W2 每相绕组的两边放置在 相应的定子铁心的槽内 要求绕组的始端之间或 末端之间都彼此相隔120 度。
NN
IN I1 I2 I3
k arctan X k Rk
k 1,2,3 Ik U / Zk
U / Z I k k k k 1,2,3
三相四线制电路/3
IN I1 I2 I3
⑵负载星型联接的三相三线制电路
三相三线制电路 用于对称负载 电动机等
相电压与线电压
对三相电源而言,指每 相发电机绕组两端的电 ㈡ 压,用u1,u2,u3或up表示
相 电 对三相电路而言,指相 压 线与中性线之间的电压
任意两相线之间的电压 任意两个绕组始端间 的电压
㈢ 对三相负载而言,指负载两端 线 的电压,用 u/1, u/2 u/3 表示 电 ,U ,U 压 正弦量u , u , u 相量U 1 2 3
瞬时值之和 0 相量之和 0
u1 u2 u3 U U U 2 3 1
单位相量算子
a 1/ 120
U / 0 参考相量U 1
,U U
1
, U 2 3
(U / 0, U / 120, U / 240) 2 U 1, a , a
Hale Waihona Puke Z1 Z 2 Z3 U NN
U
k 1 3 k 1
3
1 Z k k
三相电动机的三个 接线端总是与电源 三根相线相连。
因三相绕组 对称，每相 绕组上所加 电压亦为相 电压
1 Z k
0
电动机的三相绕组 可连成380VY联接 或380VΔ联接等 （铭牌标出）。
三相三线制下电动机的三相定子绕组的接法
保护接零TN（PE， PEN）： 三相四线制，外壳 接零N,中性点接地 三孔插座: 上为PE（中性线） 右L（火线） 左N（零线）
对称负载星形联接的分析--1
iN
对称负载星形联接分析--2
负载 对称
彼此相差120º , 落后于相应的 相电压一个阻 抗角。 可先求出对应电 流或电压的有效 值，依次加上相 位，得到对应相 量或正弦时间函 数式。
uk u1 21 k 3 , k 1,2,3
推 论
无论对称负载如何联接，总的瞬时 功率必定等于三相有功功率。
对称负载的三相功率---3 证 明
负载对称 相电压对称
pk p , k 1, 2,3
uk u1 21 k 3 , k 1,2,3
1


U U 0 1 a a 0 U 1 2 3
2
㈠术语介绍
相线、火线、端线： 电源首端引出线，依次为L1L2L3相 线或A、B、C相线(对应电源) 。
中性点（零点） ： 三相电源尾端连在 一起（Y或星形联 接）构成， 称N点 或O点。 中性线、零线：从中性点引向三相负载中性点 （N′）的引出线N N′的简称。
3U 30 U l p
U l 3U p l p 30
4.10.2 三相交流电路
Ⅰ术语介 绍
空间、相位相差120O的三个单 相交流电的组合构成（接三相 电源并同时引出，与用电设备 联接（三相或单相负载联接）。
构成方式： 三相电源≡》联接≡》负载
Y形或星形联接: 尾端连在一起
1 2 3
有效值U1 , U 2 , U 3或U p
正弦量u12 , u23 , u31 ,U ,U 相量U 12 23 31
有效值U12 ,U 23 ,U 31或U l
㈣相电压与线电压之间的关系
U U U 12 1 2 U U 23 U 2 3 U U U 3 1 31
负载 对称
相电流、线电流依次三相对称， 彼此相差120度，落后于相应的 相电压、线电压一个阻抗角。 可先求出对应电流或电压的有 效值，依次加上相位，得到对 应相量或正弦时间函数式。
4.10.3 三相功率
三相负载总功率
无论负载如何联接，总的有功功率P必定 等于各相有功功率之和。
无论负载如何联接， 总的无功功率Q必定等于 各相无功功率之和。
负载相电流对称
三相四线制 等效于 三相三线制
⑶不对称负载星形联接--I
三相 四线制 负载不对称 有中性线
三相 三线制
负载不对称 无中性线
U NN
1 U Z k k k 1 3 1 Z k k 1
3
U U U k k NN k 1,2,3
U I Z U k kN k k k 1~ 3
㈤星形连接下相电压与线电压之间的关系1
U U U 12 1 2 3 1 3U 2 j 2 30 3U30 3U
1
U U U 23 2 3 30 3U
2
U U U 31 3 1 30 3U
大功率用电---三相交 流电源，日常220V交 流电仅为其一相。
4.10.1三相电压
当转子由原动机带动，并以匀速按顺时针方向转动时，则 每相绕组依次切割磁力线，产生电动势e1e2e3 ，电动势的参 考方向选定为自绕组的末端指向始端。