电路理论教学课件-第12章_三相电路

A'
•
IB
B'
•
IC
C'
•
I A' B' Z
Z • I C' A'
•Z I B' C'
△形连接
19
2. 负载与电源的连接
（1） 连接原则： 选择连接方式，使电源电压、负载的额定电压相符；
（2）连接方式： 按电源和负载的不同联接方式可分为Y–Y，Y0–Y0，Y–，
–Y，–等。
如U线 =220V，灯泡额定电压为 如U线 =380V，则负载接
●
●
●
●
●
●
IC ICA IBC (1 a )ICA
I BC
●
IB
●
●
●
●
●
IA
3I AB 30o
IB
3
I
BC
30o
IC
I AB
●
3ICA 30o
17
结论：△接法的对称三相电源(负载):
(1)相电流对称，则线电流也对称。
=3 ( 2 ) 线 电 流 大 小 等 于 相 电 流 的 3 倍 , 即 I l I p .
A
+
•
U A_
•
UC
N
•
UB
C+
+B
Ica
Uca Z
3U ( 150 o ) |Z |
•
IA
a
•
•
I ca
ZZ
I ab
• c• Z
IB
I bc
b
•
IC
线电流：
•
•
•
I A Iab Ica
3
•
Ia
b
3
0o
•
•
•
I B Ibc Iab
3
•
Ib
c
3
0o
•
•
•
IC Ica Ibc
3
•
I ca
②波形图
u uA uB uC
O
wt
5
No Image
③相量
U A U00
UC
设
U·B U 1200 U·C U1200
a12001j 3
U·A U00 2 2
120°
120°
UA
120°
UB
相量图
U·B U 1200 a 2U·A
U·C U1200 aU·A
6
No Image
④相序： 三相电源中各相电源经过同一值(如最大值)的先后顺序
•
U CA
•
UC
U120o
即线电压等于对应的相电压
思考：三个电源串联起来在内部会产生环流吗？
14
连接正确：
•
UC
•
UA
•
I
•
UB
No Image
•
•
•
UAUBUC 0
I =0 , 联接电源中不会产生环流。
连接错误： 假如C相接反了
•
•
UC
UA
•
I
•
UB
•
U总
•
UC
•
•
•
•
UAUBUC 2UC
I 0 , 接电源中将会产生环流。
c
•
IB
Z
•
IC
设
•
U A
U
0
•
UB
U
120
o
Z
•
UC
U 120
o
b
•
ZN
IN
22
以N点为参考点，对N`点列写节点方程：
•
•
•
U • NN1U ZA1U ZB1U Z1C
1(U • AU • BU • C)
Z
0
111 1
Z Z Z ZN Z Z Z ZN
●
U NN 0 即:在对称Y0 –Y0电路中，中线如同短路。
N
B
B
•
•
I C U BC
Y
–
U
B
+
•
Z
–
UC
+
B C
C
N9
No Image
几个概念：端线、中线、线电压、相电压、线电流、相电流
①端线(火线)：从3个电源的正极性端子A,B,C 向外引出的导线。
②中线：中性点N引出线(接地时称地线)。
•
IA
③线电压：端线与端线之间的电压。
A
A
+
•
UA
– X
Y
Z
•
C UC
No Image
第11章 三相电路
§11-1 三相电路的电源 §11-2 三相电路的连接 §11-3 对称三相电路的计算 §11-4 不对称三相电路的概念 §11-5 三相电路的功率
1
No Image
§11-1 三相电路的电源
1. 三相电路电源的产生
A
Y
N
I
S C
X
Z
w
B
通常由三相同步发电机 产生，三相绕组在空间互差 120o,当转子以均匀角速度w 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。
正序(顺序)：A—B—C—A 负序(逆序)：A—C—B—A
CAB A
B
C
相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。
A1
B2 C3
D 正转
A1
C2 B3
D 反转
如果不加说明，一般都认为是正相序。
7
2. 对称三相电源的特点
uA uB uC 0
•
•
•
UA UB UC 0
No Image
(3)线电流相位滞后对应相电流30o。 所谓的“对应”： 线电流用对应相电流的第一个下标字母标出。 思考：已知线电流，如何计算相电流？
18
二. 三相电路的连接方式
1. 负载的连接 与三相电源相同，三相负载也有两种连接方式：Y和△
A' • IA
•
IN
N' •
IB
B' • IC
C'
Z
Z Z
Y形连接
•
IA
C'
Z
Z Z
•
IA
A'
•
IB
B'
•
IC
C'
•
I A' B' Z
Z • I C' A'
•Z I B' C'
21
二、 对称三相电路的计算
对称三相电路的计算方法是归结到一相正弦电路计算。 1. Y0 –Y0联接(三相四线制) ， Y–Y联接(三相三线制)
A
+
•
• UA_ N
•
UC
UB
C+
+B
•
IA
a
Z
N
C
将接电源用Y接电 源替代，保证其线电压相 等，再根据上述Y–Y， Y– 接方法计算。
•
U AN
•
U BN
•
U CN
1
•
U AB
30 o
3
1
•
U BC
30
o
3
1
•
U CA
30 o
3
思考：如果负载为Y连接，将电源端化成Y，然后归结到一相求 30
解比较方便，如果负载端本身为，是否可以采用直接计算法？
0°
•设 I ab
•
UA Uψ
•
UB
Uψ
120
o
b
•
UC
Uψ
120
o
Z | Z |φ
通常，初始相位设为0°。
U&ab U&AB 3U( 30o) U&bc U&BC 3U( 90o) U&ca U&CA 3U( 150o) 27
各相电流为：
Iab
Uab Z
Ibc
Ubc Z
3U ( 30 o ) |Z | 3U ( 90 o ) |Z |
•
UB
•
•
记为:
•
•
•
UAB, UBC, UCA
•
IB
U A B U CA N ④相电压：每相电源(负载)的电压。
•
•
•
B
•
•
I C U BC
Y接： UAN, UBN, UCN B ⑤线电流：流过端线的电流：
C
•
•
•
IA , IB , IC
⑥相电流：流过每相电源(负载)的电流。
Y接：I•A
•
, IB
三、小结：
1. 三相对称电路，电源和负载三相电压、电流均对称。
负载为Y接 负载为接
线电压大小为相电 3倍压 , 相的位超3前 0o. 线电流与对应的相电流相同。 线电压与对应的相电压相同。
线电流大小为相电 3倍流 , 相的位滞3后 0o.
2. 对称三相电路的一般计算方法:
(1) 将所有三相电源、负载都化为等值Y—Y接电路； (2) 连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗可不计；
UC UA
UB
UA+ UB
8
No Image
§11-2 三相电路的连接
一. 电源的两种连接方式
1. 星形连接(Y)
（1）连接方式
把三个绕组的末端X、Y、Z接在一起，把始端
A(黄)、B(绿)、C• (红)引出来。
•
IA
UA
A +

X– +
A
•
•
UA
– X
Y
Z
•
C UC
•
UB
•
•
•
IB
U A B U CA
思考：如何避免一相接反？
15
为此，当将一组三相电源连成三角形
时，应先不完全闭合，留下一个开口，在
开口处接上一个交流电压表，测量回路中
V
总的电压是否为零。如果电压为零，说明
连接正确，然后再把开口处接在一起。
V型接法的电源：若将接的三相电源去掉一相，则线电压
仍为对称三相电源。
A
A
+
•
UA
U U •
•
A B CA
三相同步发电机示意图
2
3
（1）电源电压的参考方向
X
AX
B Y
C Z
Y
首端 末端
Z
uA
－＋
uB
－＋
uC
－＋
No Image
A B C
4
No Image
（2）三相电源电压的表示
① 瞬时值
uA(t)Umcowst 2Uco(wst) uB(t)Umcowst(12o0 ) uC(t)Umcowst(24 0o)Umcowst(12 0o)
3
0o
•
I ca
•
IB
30o
•
I bc
•
IC
•
U ab
30o
•
•
UA
I ab
•
IA
28
解法二
A
+
•
• UA_ N
•
UC
UB
C+
+B
•
IA
a
Z
•
I ca
c •
•
I B I bc
•
IC
Z
n Z
Z/3
•
I ab b
A +
•
UA –
N
•
IA a
•
•
•
IA
Uan
3UA
3Uψφ
Z/3 Z |Z|
Z/3
I•ab 1I•A 3o0 3U ψ3o0 φ
•
, IC
10
No Image
（2）线电压与相电压的关系
•
UAB
U•ANU•BN U0o
U1
2o0
3U3o0
•
UBC
•
•
UBNUCN U1
2o0U1
2o0
3U9o0
•
UCA
•
•
UCN UANU1
2o0U0o
3U15o0
下标按相序(正序)来标
U·C
30
U·AB
如图从相量图上直观
的计算线、相电压关系
为：
●
●
●
●
U ab 3U aN30o , I A I aN
线电压是相电3倍 压相 ,的位超前相应的30相 0 电压
各相电源和负载中的电流等于线电流。
26
2. Y–联接
A
+
•
• UA_ N
•
UC
UB
C+
+B
解法一
负载上相电压与线 电压相等：
•
IA
a
•
I ca Z Z
c •
•
Z
IB
I bc
•
IC
3
|Z|
n U •ab 3U •a n3o0 3U ψ 3o0
29
3. 电源为联接时的对称三相电路的计算
•
•
U CA
•
IA
A
•
U AB
•
IB
U U •
•
A B CA
+
•
U AN
–
N
IA
A
•
•
•
IB
U A B U CA
N
–
•
U
+
BC
B
•
•
I C U BC
•
U CN
•
U BN
B
•
•
I C U BC
C
220V，负载接成三角形；
成星形
A
A
B
B
C
C
20
§11-3 对称三相电路的计算
一. 对称三相电路 1.对称三相电路：三相电源、三相负载都对称、且端线的阻抗
相等的电路。
2.对称三相负载(均衡三相负载)：三个相同负载(负载阻抗模 相等，阻抗角相同)以一定方式联接起来。
A' • IA
•
IN
N' •
IB
B' • IC
已知对称三相电源线电压为380V，
Z
Z=6.4+j4.8， Zl =3+j4。
Z 求负载Z的相电压、线电压和电流。
解：
•
–
U AN
+
A
Zl
Z
•
N
–
U BN
+
B
Zl
Z
•
–
U CN
+
C
Zl
Z
A +
•
U AN –
N
•
IA a Zl
U·B
U·B U·A
11
Y形连接线、相电压间的结论: (1)相电压对称，则线电压也对称； (2线 ) 电压是相3电 倍即 压 , lU的 3Up; (3)线电压相位超前对应相电压30o。