第八章三相电路
电力系统分析基础第八章第三节
U f 1 U f 2 U f 0 3I f 0 z f
以下按一般求故障电流和电压的顺序求解。
(四)正序增广网络(正序等效定则)的应用
(1)正序分量的计算
单相接地f
(1):I f
1
Z 1
U f 0 Z2
Z 0
两相短路f
(2):If 1
U f 0 z1 z2
两相接地f(1,1):I f 1
j
3
U f 0
z1 z2
z1
z2
,
I
( f
2)
3 2
I
(3) f
I
(3) f
即电力系统两相短路电流小于三相短路电流
非故障相电压:
z1 z2时
U
f
1
U
f
2
1 U 2
fa
0
U fa U f 1 U f 2 U fa 0
U fb
U fc
2
U f 1
1 2
U
fa
0
即非故障相电压等于故障前电压。 故障相电压幅值比故障前降低一半。
z1
3U fa 0 z2
z0
• 如果Z∑(0)< Z∑(1) ,则 • 如果Z∑(0)>Z∑(1) ,则
I
1
f
I
3
f
U fa|0| Z (1)
I
1
f
I
3
f
思考题:系统三相短路电流一定大于单相接地短路电流吗?为什么?
关于非故障相电压:
U
fa
U f (1)
U f (2)
U f (0)
0
(5)分析
I I
fa fb
第八章 常用电气控制电路图
2.工作原理
当需要电动机停机时,按下停止按钮SB1, 该线路中的电动机在刚刚脱离三相交流电源时 ,由于电动机转子的惯性速度仍然很高,速度 继电器 KS的常开触点仍然处于闭合状态,所 以接触器KM2线圈能够依靠SB1按钮的按下通电 自锁。于是,两相定子绕组获得直流电源,电 动机进入能耗制动。当电动机转子的惯性速度 接近零时,KS常开触点复位,接触器KM2线圈 断电而释放,能耗制动结束。
图是一例转子绕组 串联若干级电阻,以 达到减少启动电流的 目的,在启动后逐级 切除电阻,使电动机 逐步正常运转的启动 按钮操作控制线路。 图中KM1为线路接触 器, KM2、KM3、KM4 为短接电阻启动接触 器。
2.工作原理
合上电源开关QS,按下启动按钮SB2,接触器 KM1得电,主触点闭合,电动机转子串联三组电 阻R1~R3作降压启动,在转速逐步升高电动机 转到一定时候时,逐次按下按钮SB3、SB4、SB5 ,接触器线圈KM2、KM3、KM4依次吸合,其常开 辅助触头KM2、KM3、KM4依次闭合并自锁,将三 组电阻逐一短接,使电动机投入正常运转。 应用范围:本线路适用于手动操作绕线式电 动机串联电阻启动的场合。
十三、速度原则控制的能耗制动控制线路
1.识图指导 图所示为速度原则控 制的能耗制动控制线路。 该线路与时间原则控制的 能耗制动控制线路基本相 同,这里仅是控制电路中 取消了时间继电器KT的线 圈及其触点电路,而在电 动机轴端安装了速度继电 器KS,并且用KS的常开触 点取代了KT延时打开的常 闭触点。
十四、两管整流能耗制动控制线路
图是由两只二极管构成的 电动机能耗制动控制线路图。 1.识图指导 由两只二极管整流的可正 转、反转能耗制动控制线路如 图8-14所示。该控制线路电动 机能正转、反转运行。停机时 ,切断三相交流电源,给定子 绕组通以直流电源,产生制动 转矩,阻止转子旋转。通过二 极管整流提供直流制动电流。
三相电路课件
3. 三相电路的瞬时功率
设 uA 2U sint V iA 2I sin(t ) A
uB 2U sin t 120 V iB 2I sin(t 120 φ) A uC 2U sin t 120 V iC 2I sin(t 120 φ) A
则 p pA pB pC uAiA uBiB uCiC UI cos UIcos(2t ) UI cos UIcos(2t 240 ) UI cos UIcos(2t 240 )
第8页/共45页
10.2 不对称三相电路
以三相四线制电路为例进行分析
+
UA
电源中性点
UC
_ _
_N
UB
ZN
+
+
ZA 负载中性点
N' ZB
ZC
由节点电压方程可得
1 ZA
1 ZB
1 ZC
1 ZN
U N 'N
UA ZA
UB ZB
UC ZC
若ZA ZB ZC ,则一般情况下UN'N 0 。
10.1 三相电路的基本概念
三相电源通常由三相同步发电机产生,三相绕 组在空间互差120 。当转子以均匀角速度 转动时, 在三相绕组中产生感应电压,从而形成对称三相电 源。依次为A相、 B相、C相。 1. 三相电压瞬时值表达式为
uA t 2u cost
uBt 2u cost 120 uCt 2u cost 120
A相等值电路如图所示
A
Zl IA A
其中 Z Z 8 j4
U A
Z
3
N
N'
IA
UA Zl Z
220 30 j28 j4
《电力系统分析》第8章习题答案
−
j
900
⎥ ⎥
=
⎢ ⎢0.494e
j 2550
⎥ ⎥
1 ⎥⎦⎢⎣2e j1350 ⎥⎦
⎢⎣0.195e
j1350
⎥ ⎦
8-13 试画出图 8-62 所示电力系统 k 点发生接地短路时的正序、负序和零序等值网络。
图 8-62 习题 8-13 附图
解:正序、负序、零序等值网络见下图 a)、b)、c)。
(3)k 点发生 a、c 两相接地短路时
Ib1
=
j( X 1∑
E1Σ
=
+ X 2∑ // X 0∑ )
j1 j(0.202 + 0.214 // 0.104)
= 3.677
Ib2
=
−
X 0∑ X2∑ + X0∑
Ib1
=
−
0.104 0.214 + 0.104
× 3.677
=
−1.203
Ib0
=
−
X 2∑ X2∑ + X0∑
Ib1
=
− 0.214 × 3.677 0.214 + 0.104
=
−2.474
U b1 = U b2 = U b0 = − jX 2∑ Ib2 = − j0.214 × (−1.203) = j0.257
Ib = 0
Ic = a 2 Ib1 + aIb2 + Ib0 = e j240° × 3.677 − e j120° ×1.203 − 2.474 = 5.624e− j131.29° Ia = aIb1 + a2 Ib2 + Ib0 = e j120° × 3.677 − e j240° ×1.203 − 2.474 = 5.624e j131.29° Ub = 3Ub1 = 3× j0.257 = j0.771 U a = U c = 0
电路分析基础第八章 三相电路
8.3.1 Y0-Y0连接和 Y-Y连接的电路
8.3.2 Y- Y、Y-Δ、 Δ-Δ连接的电路
对于Δ-Y连接的电路,首先要 对Δ连接的电源按照线电压与相电 压的关系等效变换成Y形连接的电 源,其他计算与Y0-Y0连接电路的 计算一致。
8.3 对称三相电路的分析
8.3.1 Y0-Y0连接和 Y-Y连接的电路
8.4 不对称三相电路的分析
8.4.1 不对称Y0— Y0连接的电路
8.4.2 不对称YΔ连接的电路
举例分析 【例8-6】如图8-12所示为一个
8.1 三相电源
8.1.1 三相电源 的构成
8.1.2 三相电源 的连接
1.三相交流电动势的产生 三相交流电源由三相发电机产
生。 定子1由铁磁材料构成。转子2
是一对磁极,定子与转子间的空气 隙中产生磁感应强度按正弦规律分 布。
8.1 三相电源
8.1.1 三相电源 的构成
8.1.2 三相电源 的连接
8.1 三相电源
8.1.1 三相电源 的构成
8.1.2 三相电源 的连接
8.1 三相电源
8.1.1 三相电源 的构成
8.1.2 三相电源 的连接
三相电源的三角形连接 三角形连接就是把三相绕组首
尾相连,构成一个三角形,三个连 接点就是三角形的三个顶点,从三 角形的三个顶点引出三条相线与负 载相连。
8.4 不对称三相电路的分析
8.4.1 不对称Y0— Y0连接的电路
8.4.2 不对称YΔ连接的电路
图8-11(a)所示为不对称Y-Δ 连接的电路,计算时,先将三角形 负载等效变换成星形负载,如图811(b)所示,然后可按Y0—Y0电路 求解,由式(8-22)和式(8-23)求出 节点电压和各线电流,再根据KCL 由下式求出负载的相电流,由相电 流求出相电压。
电路原理三相电路
•
U ab
•
U AB
Uψ 30o
•
U bc
•
U BC
Uψ 90o
•
U ca
•
U CA
Uψ 150o
计算相电流:
•
•
I ab
U ab
3U ψ 30o φ
Z |Z|
A +
•
UA_
•
•
•
I bc
U bc
3U ψ 90o φ
UC
C+
N
•
UB
+B
Z |Z|
•
IA
a
•
•
I ca
ZZ
I ab
应两点所连成的直线表示其大小和初相位。
相量图与位形图的比较:
相同之处:都是电压相量图。
不同之处:位形图上点与电路图上的点有对应关系 相量图则没有这种关系。
这两种电压相量图都可以用来分析电路。相对而言, 位形图更直观,并且便于记忆。
A
三角形三条边是线电压,
N
中线是相电压。
C
B
上面讨论的是电源侧线电压与相电压的情况,对于 负载端来说,如果负载相电压对称,则情况完全类似。
3U30o
•
UBC
•
UBN
•
UCN
U
120o
U120o
3U 90o
•
UCA
•
UCN
•
UA N
U120o
U0o
3U150o
利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:
•
UCA
•
UCN
30o
•
U AB
30o
第八章 非正弦周期信号频谱
角频率ω=2π/T。 a0、 ak、bk——傅里叶系数。
傅里叶级数是一个收敛的无穷级数,随着k取值的增大Akm的值减小。 k取值越大,三角级数越接近周期函数f ( t ),当k为无穷时,三角级数就能 准确代表周期函数f ( t )。但随着k取值的增大计算量也随之增大。 实际运算时三角级数应取多少项,要根据计算精度要求和级数的收敛 快慢而定。 在工程计算中,一般取式中的前几项就可以满足精度要求了,后边的 更高次项谐波可以忽略不计。
利用电感随着谐波频率的升高感抗值增大,电容随着谐波频率的升 高容抗值减小这一特点,可以将电感和电容组成各种不同的滤波电路, 把电路接在输入和输出之间,让某些需要的谐波通过而抑制某些不需要 的谐波。滤波电路广泛地运用在电子电路中,按其功能分为低通滤波器 、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。按其接线方式又分为T型滤 波器、 型滤波器和 型滤波器。
解:
(1)基波电压作用于网络时,电流 与电压同相位,故此时为串联谐振, 即
L
R 1
Z (3) 50 / 1 .7 5 5 /
2
2 2
2 8 .5
C
314 L 100 10 2 2
1 314C 10
即:
Z (3)
R ( 942 L
1 942 C
目录:
8.1 非正弦周期电流电路的基本概念 8.2 周期函数分解为傅里叶级数 8.3 有效值、平均值 和 平均功率 8.4 非正弦周期电流电路的分析计算 8.5 对称三相电路的高次谐波 8.6 傅里叶级数的指数形式及其相应的频谱 8.7 傅里叶积分及傅里叶变换
重点:
1. 正弦量的表示、相位差;
)
2
28 . 5
三相桥式全控整流电路
第六章引言6.1 同步电机的励磁简介同步电机的励磁绕组通常由外电源提供励磁电流,这些励磁电源可分为两大类:一类是用直流电源提供励磁的直流励磁机系统;另一类是用硅整流装置将交流变成直流后提供励磁的半导体励磁系统。
随着半导体技术的发展,可控硅整流装置已广泛应用于同步电机励磁系统。
可控硅整流装置将交流励磁机输出的三相交流电流转换成直流电流,励磁调节器根据发电机运行工况调节可控硅整流器的导通角,以此调节可控硅整流装置的输出电压,从而调节发电机的励磁。
6.2 研究同步电机励磁系统的背景在电力系统的运行中,同步发电机是电力系统获得无功功率的重要来源之一,通过调节励磁电流可以维持发电机端电压,改变发电机的无功功率。
不论系统是在正常运行情况下还是在故障情况下,同步发电机的励磁电流都必须得到有效控制,因此励磁系统是同步发电机的重中之重。
励磁系统的安全运行,不仅关系到发电机及电力系统的运行稳定性,而且关系到发电机及与其相关联的电力系统的经济运行指标。
对同步发电机励磁系统基本要求有:一、具有十分高的可靠性;二、保证发电机具有足够的励磁容量;三、具有足够的强励能力;四、保证发电机电压调差率有足够的整定范围;五、保证发电机电压有足够的调节范围;六、保证发电机励磁自动控制系统具有良好的调节特性等。
6.3 本文主要研究内容三相桥式全控整流电路是将交流电压转化为直流电压,进而转化为直流励磁电流的一个桥梁,所以对它的分析研究就显的尤为重要。
本次设计中综合运用MATLAB中的Simulink模块搭建三相桥式全控整流电路,仿真分析了在不同触发角情况下的输出电压波形,并在分析后通过电力系统综合自动化实验台上的示波器观察励磁装置中的六路脉冲、变压器二次测交流电压波形以及经整流后输出的直流电压波形。
u g u gu g u gu2u 图2 三相桥式整流电路的触发脉冲第七章 三相桥式全控整流电路简介7.1 主电路原理说明如图2.1,共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管(VT 1,VT 3,VT 5)共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管(VT 4,VT 6,VT 2)。
三相交流电源教案
三相交流电源教案第一章:三相交流电源概述1.1 学习目标了解三相交流电源的定义、特点和应用领域掌握三相交流电源的基本原理和接线方式1.2 教学内容三相交流电源的定义和特点三相交流电源的应用领域三相交流电源的基本原理三相交流电源的接线方式1.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源的基本概念和原理采用案例分析法,分析三相交流电源在不同领域的应用实例采用互动教学法,引导学生参与讨论和提问1.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源的基本概念和原理的理解程度案例分析报告:评估学生对三相交流电源应用领域的理解和分析能力第二章:三相交流电源的产生和传输2.1 学习目标了解三相交流电源的产生原理和传输过程掌握三相交流电源的相位差和频率特性2.2 教学内容三相交流电源的产生原理三相交流电源的传输过程三相交流电源的相位差和频率特性2.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源的产生原理和传输过程采用示教法,展示三相交流电源的相位差和频率特性采用小组讨论法,引导学生探讨三相交流电源的相位差和频率特性的应用2.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源的产生原理和传输过程的理解程度小组讨论报告:评估学生对三相交流电源的相位差和频率特性的理解和应用能力第三章:三相交流电源的负载特性3.1 学习目标了解三相交流电源的负载特性掌握三相交流电源的负载平衡和负载不平衡3.2 教学内容三相交流电源的负载特性三相交流电源的负载平衡和负载不平衡3.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源的负载特性和负载平衡的概念采用模拟实验法,演示负载平衡和负载不平衡的情况采用小组讨论法,引导学生探讨负载平衡和负载不平衡对三相交流电源的影响3.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源的负载特性和负载平衡的理解程度模拟实验报告:评估学生对负载平衡和负载不平衡的实验观察和分析能力第四章:三相交流电源的保护和控制4.1 学习目标了解三相交流电源的保护和控制方法掌握三相交流电源的保护和控制电路的设计和应用4.2 教学内容三相交流电源的保护方法三相交流电源的控制方法三相交流电源的保护和控制电路的设计和应用4.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源的保护和控制方法采用案例分析法,分析三相交流电源的保护和控制电路的设计和应用实例采用小组讨论法,引导学生探讨三相交流电源的保护和控制电路的设计和应用4.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源的保护和控制方法的理解程度案例分析报告:评估学生对三相交流电源的保护和控制电路的设计和应用能力第五章:三相交流电源的应用实例5.1 学习目标了解三相交流电源在不同领域的应用实例掌握三相交流电源的应用技术和应用特点5.2 教学内容三相交流电源在工业领域的应用实例三相交流电源在商业领域的应用实例三相交流电源在住宅领域的应用实例5.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源在不同领域的应用实例和技术采用案例分析法,分析三相交流电源在不同领域的应用特点和优缺点采用小组讨论法,引导学生探讨三相交流电源在不同领域的应用实例和技术5.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源在不同领域的应用实例和技术理解程度案例分析报告:评估学生对三相交流电源在不同领域的应用特点和优缺点的分析和评价能力第六章:三相交流电源的测量与监测6.1 学习目标了解三相交流电源的测量和监测方法掌握三相交流电源的测量和监测仪器的使用6.2 教学内容三相交流电源的测量方法三相交流电源的监测方法三相交流电源的测量和监测仪器的使用6.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源的测量和监测方法采用实验演示法,演示三相交流电源的测量和监测仪器的使用采用小组讨论法,引导学生探讨三相交流电源的测量和监测的注意事项6.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源的测量和监测方法的理解程度实验报告:评估学生对三相交流电源的测量和监测仪器的使用和注意事项的能力第七章:三相交流电源的能效和节能7.1 学习目标了解三相交流电源的能效和节能措施掌握三相交流电源的节能技术和节能原理7.2 教学内容三相交流电源的能效指标三相交流电源的节能措施三相交流电源的节能技术和节能原理7.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源的能效指标和节能措施采用案例分析法,分析三相交流电源的节能技术和节能原理的应用实例采用小组讨论法,引导学生探讨三相交流电源的节能技术和节能原理7.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源的能效指标和节能措施的理解程度案例分析报告:评估学生对三相交流电源的节能技术和节能原理的应用和评价能力第八章:三相交流电源的故障分析和维修8.1 学习目标了解三相交流电源的常见故障掌握三相交流电源的故障分析和维修方法8.2 教学内容三相交流电源的常见故障分析三相交流电源的故障分析方法三相交流电源的维修方法和注意事项8.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源的常见故障和故障分析方法采用实验演示法,演示三相交流电源的维修方法和注意事项采用小组讨论法,引导学生探讨三相交流电源的故障分析和维修的注意事项8.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源的常见故障和故障分析方法的理解程度实验报告:评估学生对三相交流电源的维修方法和注意事项的能力第九章:三相交流电源的综合应用9.1 学习目标了解三相交流电源在实际工程中的应用掌握三相交流电源的综合应用设计和优化方法9.2 教学内容三相交流电源在实际工程中的应用案例三相交流电源的综合应用设计方法三相交流电源的综合应用优化方法9.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源在实际工程中的应用案例采用案例分析法,分析三相交流电源的综合应用设计和优化实例采用小组讨论法,引导学生探讨三相交流电源的综合应用设计和优化方法9.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源在实际工程中的应用案例的理解程度案例分析报告:评估学生对三相交流电源的综合应用设计和优化实例的能力第十章:三相交流电源的未来发展趋势10.1 学习目标了解三相交流电源的最新发展动态掌握三相交流电源的未来发展趋势和挑战10.2 教学内容三相交流电源的最新发展动态和应用领域三相交流电源的未来发展趋势和挑战三相交流电源的发展前景和影响因素10.3 教学方法采用讲授法,讲解三相交流电源的最新发展动态和应用领域采用案例分析法,分析三相交流电源的未来发展趋势和挑战的应用实例采用小组讨论法,引导学生探讨三相交流电源的发展前景和影响因素10.4 教学评估课堂提问:了解学生对三相交流电源的最新发展动态和应用领域的理解程度案例分析报告:评估学生对三相交流电源的未来发展趋势和挑战的应用和评价能力重点和难点解析第六章:三相交流电源的测量与监测重点环节:三相交流电源的测量方法、监测方法以及测量和监测仪器的使用。
电路原理教学大纲
教学基本要求一、性质、地位和任务电路原理是电类专业的重要基础课程,其内容包括:电路的基本概念和定律,电阻电路的等效变换法,电路的网络方程分析法,电路基本定理,正弦交流电路,串、并联谐振电路,具有互感的电路,三相交流电路,非正弦周期电流电路,动态电路,二端口网络,磁路等内容。
本课程的主要任务是:使学生掌握电路的基本理论知识、电路基本分析方法,为学习后续课程准备必要的电路理论知识。
二、教学基本要求第一章电路的基本概念和定律1.了解电路和电路模型。
2.熟悉电流、电压、电功率、电能的概念;理解电流、电压的参考方向,及关联参考方向。
3.熟悉电阻元件、电感元件、电容元件及其伏安特性,掌握电阻元件、电感元件、电容元件的功率和能量的计算。
4.熟悉电压源、电流源及其模型。
5.了解电路中的受控源及其四种基本形式。
6.熟练掌握基尔霍夫定律的应用。
第二章电阻电路的等效变换法1.掌握电阻的串并联等效变换。
2.掌握电阻的星形连接与三角形连接的等效变换。
3.掌握电源、受控源的等效变换。
第三章电路的网络方程分析法1.理解电路网络方程分析法的概念。
2.熟练掌握支路电流分析法、网孔电流分析法、节点电位分析法的步骤和规律,并会加以应用。
第四章电路基本定理1.理解叠加定理、替代定理、戴维南定理和诺顿定理。
2.熟练掌握各定理在电路分析中的应用。
第五章正弦交流电路1.了解正弦交流电的基本概念,熟悉正弦交流电的相关参量。
2.掌握正弦量的各种表示方法和它们之间的相互转换。
3.掌握电阻元件、电感元件、电容元件的正弦交流电路的伏安关系,功率消耗及能量转换。
4.理解相量形式的基尔霍夫定律。
5.掌握电阻、电感、电容串联电路和并联电路的电压与电流的关系,及其相量图。
6.掌握正弦交流电路功率的计算方法。
7.了解提高功率因数的原因,理解提高功率因数的方法。
8.熟练掌握相量法在一般正弦交流电路计算中的应用。
第六章串、并联谐振电路1.理解串联谐振的条件及其特点2.理解串联谐振的频率特性及其通用谐振曲线。
三相电路的基本知识PPT课件
其波形图如图5.2(a)所示,相量图如图5.2(b)所示。
图6.2三相交流电动势
从图6.2(a)中可以看出,三相交流电动势在任一瞬间其三个电动 势的代数和为零。即
eU eV eW 0
在图6-2(b)中还可看出三相正弦交流电动势的相量和也等于零,即
E U E V E W 0
IP
I UV
I VW
I WU
UP ZP
三个相电流在相位上互差120度,图5.11画出了它们的相量图,并假
定电压超前电流一个角度。所以,线电流分别为:
IIVU
IUV IWU IVW IUV
IW IWU IVW
由图5.11通过几何关系不难证明IL 3IP 。即当三相对称负载采
用
3
三角形联结时,线电流等于相电流的 倍。从矢量 图中还可看到线电流
第11页/共46页
(2)电压、电流关系
几点说明: 线电压 U L :三相负载的线电压就是电源的线电压,也就是两根相线 之间的电压; 相电压 U P :每相负载两端的电压称作负载的相电压,在忽略输电线 上的电压降时,负载的相电压就等于电源的相电压,因此 U L 3U P ; 线电流 I L :流过每根相线上的电流叫线电流; 相电流 I P :流过每相负载的电流叫相电流; 中线电流 I N :流过中线的电流叫中线电流。 对于三相电路中的每一相而言,可以看成一个单相电路,所以各相电 流与电压间的相位关系及数量关系都可用讨论单相电路的方法来讨论。
E UV E VW E WU 0
因此当电源的三相绕组采用三角形联结时在绕组内部是不会产生环路 电流(环流)的。
第9页/共46页
如果不慎将某一相绕组接反,会出现什么现象?请同学们自己分析。 3.三相负载的星形联结 (1)接线特点
电路分析基础-第8章三相电路课件
4.三个阻抗相同的负 载,先后接成星形和 三角形,并由同一对 称三相电源供电,试 问哪种联接方式的线 电流大?大多少倍?
8.3 不对称三相电路的概念
不对称 电源不对称 程度小(由系统保证)。 电路参数(负载)不对称 情况很多。
讨论对象:电源对称,负载不对称。 不能抽单相 。
分析方法 复杂交流电路分析方法。
解法2 •
•
UA
UAB 30 2200V
•3
•
I AY
UA Z•1
2200 1020
22 20A
•
IAB
•
UAB 38030 19 50A Z2 • 2080
IAΔ 3 IAB 30 32.909 80A
•
•
•
IA IAΥ IAΔ 22 20 32.909 80 47.864 56.543A
——防止触电的三相保护系统
8.1 三相电路
三相电路是指由三相发电机向三相负载供电的系统, 由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。
三相电路的优点: ① 发电方面:比单项电源可提高功率50%;单相电路的 瞬时功率随时间交变,而对称三相电路的瞬时功率是恒 定的,这使得三相电动机具有恒定转矩,比单相电动机 的性能好,结构简单、便于维护。 ② 输电方面:比单项输电节省导线25%; ③ 配电方面:三相变压器比单相变压器经济且便于接入 负载;
对称的yy三相电路中每相的电流电压仅由该相的电源和阻抗来决定好象各相之间彼此不相关形成了各相的独立性这是由于应用举例应用举例81如图对称三相电路已知对称三相电源的线电压为380v368720三角形负载阻抗端线阻抗求线电流负载的相电流和负载端线电压
第8章 三相电路
8.1 三相电路 8.2 对称三相电路的计算 (,★) 8.3 不对称三相电路的概念 () 8.4 三相电路的功率及测量 () 8.5 应用实例
第八章--三相正弦交流电路(4+4)
第八章 三相正弦交流电路【课题名称】 8.1 三相正弦交流电源【课时安排】2课时(90分钟)【教学目标】1.理解三相正弦对称电源、相序的概念。
2.了解电源星形连结的特点,能绘制其电压矢量图。
3.了解我国电力系统供电制,说出相电压与线电压的关系。
【教学重点】重点:三相电源星形联结的特点及相电压与线电压的关系【教学难点】难点:相电压与线电压的关系【关键点】理解三相电源星形联结的特点【教学方法】理论联系实际法、多媒体演示法、讲授法、谈话法【教具资源】多媒体课件【教学过程】一、导入新课教师可联系生产生活实际,例举三相交流电的广泛应用,从而引出三相交流电的学习。
二、讲授新课教学环节1: 三相对称电源1.三相对称电源的概念教师活动:教师可在黑板或多媒体展示三相对称电源的概念,并给予解释和说明。
然后在黑板或多媒体展示三相对称电源的瞬时值表达式、波形图和矢量图,最后解释相序的概念。
学生活动:学生可在教师的引导与讲解下理解理解三相对称电源的概念,并了解相对称电源的瞬时值表达式、波形图、矢量图及相序的概念。
知识点:三相对称电源:工程上,把频率相同、最大值相等、相位彼此相差120︒的三个正弦交流电源称为三相正弦对称电源。
我国通常用U 、V 、W (或L 1、L 2、L 3)分别表示三相正弦对称电源中的第一相、第二相和第三相。
如果以U u 为参考正弦量,即第一相电源的初相为0︒,则第二相电源V u 的初相为-120︒,第三相电源W u 的初相为120︒(或-240︒),那么三相正弦对称电源各相的解析式(瞬时值表达式)为:三相正弦对称电源的波形图和矢量图如图8.1所示。
三相对称电源的相序:三相交流电随时间按正弦规律变化,它们到达最大值(或零值)的先后次序叫做相序。
把U -V -W -U 的顺序称为正序;若相序为U -W -V -U 称为负序。
工程上如无特别说明,均采用正序。
提示:三相异步电动机的旋转方向由三相电源的相序决定,改变三相电源的相序可改变三相异步电动机的旋转方向。
第八章三相电路-答案01
(8-32)
取相电压 为参考正弦量: ,所以
(8-33)
由相量图8-21知
(8-34)
将式(8-30)、式(8-31)代入式(8-34),求得
(8-34)'
又因为在图8-20中
(8-35)
将式(8-34)'代至式(8-35),求得
由于电容电流超前电压90°,而图8-20及图8-21中, 超前 相位90°,而 是参考正弦量,所以
设
Y形负载相电流
△形负载相电流
8-12有电路如题8-12图所示三相电路中,三相电源对称,其相电压 ,阻抗 , , ,试求 、 、 、 、 。
题8-12图
例8-3图8-15所示三相电路中,三相电源对称,其相电压 ,阻抗 , , ,试求 、 、 、 、 。
图8-15例8-3图(Ⅰ)
解取对称三相电源A相的相电压 为参考正弦量,这时三相电压复有效值为
解设
则
画出其A相和中线(中线阻抗不计),得A相计算电路如图8.3-3(b)所示。
则
根据对称条件
图8.3-3例8.3-1图
(a)原电路;(b)计算电路
8-6对称三相Y—△联结电路中,已知负载阻值Z=(19.2+j14.4)Ω,线路阻抗Zl=(3+j4)Ω,电源相电压为220V,求负载端线电压和线电流。
习题
8-1题8-1图所示的对称三相电路中,已知Z=(3+j6)Ω,Zl=1Ω,负载相电流为Ip=45A,求负载和电源的相电压有效值及线电流的有效值。
题8-1图
8-2某Y—Y连接的对称三相电路中,已知每相负载阻抗为Z=(10+j15)Ω,负载线电压的有效值为380 V,端线阻抗为零,求负载的线电流。
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N
. . . 相电压:UAN、 UBN、 UCN为三相对称电压
则线电压:U AB U BC U CA
0 3U AN / 30 0 3U BN / 30 0 3U CN / 30
若对称三相负载Y接,若 相电压为三相对称电压, 则相电压与线电压也满足 同样的关系。
. 例8.1-1 图示电路中Us是频率f=50Hz的正弦电压源。 . . . 若Uao 、 Ubo 、Uco使构成对称三相电压, 试求R、L、C之间应当满足什么关系。 a + R Uco c Uca o Ubc b Ubo o Uab
线电压:端线之间的电压。如:uAB、uBC、uCA
相电流:流过每相的电流。如:iNA、iNB、iNC 相电压:每相两端的电压。如:uA、uB、uC
星形联接时:线电流=相电流
三角形联接(Δ ) A’ A . + . UC UA + B’ C - .+ B UB C’ 相电流:iAB、iBC、iCA
.
.
.
例8.2-7 三相电路中,对称三相电源的线电压为380V, Z1=-j10 ,Z2=(5+j12) , R=2 求电源的线电流IA、IB、IC A B . IA . IB . IC . . . IC2 IB2 IA2 Z2 Z2 Z2 . IA1 Z 1 . IB1 Z 1 . IC1
L
1
CU
s
. IL
. Ibo
1 3R
2 fL
2 fC
对称三相负载接
A
ICA
IA . . . IAB IA ICA Z IC B . Z . IBC IB IB Z . IBC C IC . . . 若电压UAB、 UBC、 UCA为三相对称电压 . . . 则电流IAB、 IBC、 ICA为三相对称电流 线电流: I A
U s / 30 j L
0
U
s
L
/ 60
0
0 0 Ic j C U bc j C U s / 90 C U s / 0
I L Ic Ibo
利用相量图找出Ibo、IC、IL关系 . Ic 等边三角形
Ibo=Ic=IL
U
s
U
s
3R
A B C
+ +
uA
uB uC
-
X Y Z
三相对称电源依次称为:A相、B相、C相, 以A相电压uA作为参考正弦量 ,有 uA=Umcos t uB=Umcos( t-120º ) uC=Umcos( t+120º )
+
相量表示
0 UA U /0
U B U / 120
0
0
U C U / 240
0
0
引入相量算子 a 1 / 120
则有: U B a 2U A
2 则 a 1 / 240
1 / 120
0
U C aU A
. UC 120º 120º . UB 120º . UA
三相电压关系 时域: uA+uB+uC=0 证明: uA+uB+uC= Umcos t+ Umcos( t-120º Umcos( t-120º )+ ) = Um[cos t+cos( t-120º )+cos( t-120º )] = Um[cos t+2cos t cos120º ]=0
UC
B’ Z
+ C
Zl
C’ Z
C相: N
N’
计算三相对称电路Y-Y接的方法:
画出单相电路图(A相),计算参数。 负载Y接公共点N’与电源Y接公共点N等电位。
根据对称关系求另外两相的参数。
说明: 对于Y-Δ 、Δ -Y、Δ -Δ 接的对称电路,将其变为Y-Y接计算。 阻抗Δ 接Y接: ZY=ZΔ /3 电源Δ 接Y接:利用相电压与线电压的关系。
22 / 173 . 1 A
0
IC I A / 120
0
22 / 66 . , A Zl IA A’ - + . Zl=10+j10(), IA’B’ . . Z=300/300 IC’A’ UB Z Zl IB 电源的线电压为380V, - + B . Z B’ I 求负载Z的线电流、相电流。 B’C’ . UC C Zl I Z C 解:将负载由接Y接 + 画出A相电路 . C’ UA Zl IA A’ Z/3 + A 380 / 0 0 220 V 令UA 3 . UB B Zl IB B’ Z/3 - + UA N’ IA . UC C Zl IC Zl Z /3 C’ Z/3 + UA + A Zl A’ . IA
因为uA+uB+uC=0,
所以电源内部没有环流 线电流:iAA’、iBB’、iCC’ 线电压:uAB、uBC、uCA
相电压:uA、uB、uC
三角形联接时:线电压=相电压
三相负载的联接
A’ ZA ZB ZC N’ A’ ZAB 负载对称: ZCA ZA = ZB = ZC
B’
C’
B’
C’
ZBC
ZAB = ZBC = ZCA
第八章 三相电路的正弦稳态分析
主要内容:三相电源和三相电路的组成 对称三相电路的计算 相电压与线电压
相电流与线电流关系
不对称三相电路的计算
三相功率的测量
§8-1
三相交流电路
ax、by、cz完全相 同的三个定子绕组
1200
y
a N z S x
1200
a、b、c称为始端
x、y、z称为末端
c
b
1200 三相发电机示意图
相量: A U B U C 0 U
相序(三相电源的初相位关系) 正序:A相超前B相1200,B相超前C相1200 负序:C相超前B相1200,B相超前A相1200 本章只讨论正序。
三相电源的联接
两种接法:Y形(星形)和Δ 形(三角形) 星形联接(Y) A 公共点(N):中点、零点 + 中线:中点引出的线(地线)。 UA -N N’ 如:N’N线 UC 端线:始端引出的线(火线)。 + B UB + 如:AN、BN、CN C 线电流:流过端线的电流。如:iNA、iNB、iNC
.
.
.
Z1
C
N
R . IR
0 I A 1 . 93 / 31 . 7 A
根据对称关系有:
I B I A / 120
0
1 . 93 / 151 . 7 A
0
IC’A’
IA
IC IB IB’C’
IC I A / 120
0
1 . 93 / 88 . 3 A
0
. . . IA、IB、IC为线电流。 . . . 求相电流 IA’B’、IB’C’、IC’A’
三相电路
-
UA
+ A
Y—Y接 Y0—Y0接
N
A’
B’
ZA ZB ZC
UB B - + UC C + A + . UA B + . UB C A’ B’
N’
C’
A’
Δ —Δ 接
. UC +
B’
C’
ZAB
ZCA
ZBC
C’
-
UA
+ A
A’ B’ C’ A’ B’ C’ ZAB ZCA ZBC ZA ZB ZC
I B
IAB
3 I AB / 30
3 I BC / 30
0
IC
3 ICA / 30
0
0
§8-2 对称三相电路的计算
对称三相电路:三相电源和负载都对称的电路。 N UA + A Zl Zl A’ B’ Z Z
. IA
. IB N’
Y0-Y0系统中, Zl —端线阻抗
jL . IL R . Us b . . IC Ibo 1 R - j C c
a Uao
解:令
U U ao
U bo R
s
/0
0
3
U
U 则: bo U
s
/ 120
0
3
U ab j L
U U co
s
/ 120
0
3
Ibo
s
/ 120
0
3R
I L
+
Z5/3 (1)
例8.2-5 将线电压为380V的对称三相电源供给对称三相负载。 负载联接成(1)星形,无中线;(2)三角形。求K打开时,在不 同联接的情况下,加到各相负载上的电压是多少?
K A’ ZL N’
解: (1)星形,无中线;
K打开时 UA’N’=0 UB’N’= UC’N’=UB’C’/2=190V (2)三角形,K打开时
Y—Δ 接
N
UB B - + UC C + A + . UA B + . UB C
Δ —Y接
. UC +
N’
线电压(电流)与相电压(电流)关系
对称三相电源Y接
UAN - + UBN - + UCN + A B C UBC B UBN N UAB
UCN C
UCA A UAN
Z
N
N’ UCN UCA UBC UAB UBN UAN