三相交流电PPT

AB U A U B U BC U B U C U CA U C U A U
UC
•
AB U
30o •
CA U
30o
UA
线电压的有效值用 U l 表示, • UB 相电压的有效值用Up表示。 由相量图可知它们的关系为:
U l 3Up
30o
BC U
CA U C U
U1
V1
W1
A B
U2
V2
W2
对称
C
U W
U U
U U UV U U U VW V U U
WU
U U l P
U V
U U
W
• 如果三相电源电动势对称，则三相电 压的相量和为零，即：
U U 0 U U V W
IC
•
• U UA IA B I IA B Z A Z B Z A Z B Z C Z UB 对称负载相量图 UC N I A I B I C 0 对称负载可以去掉中线。 IC I ZC
负载中电流: (略线路阻抗)
中性线中的电流为: • IB N I A I B I C I 若负载对称，即 •


· I C
53.1° 36.9° 97.1° · IA I· N · IC · IB
· U A
· I B · U B
(b)相量图 中线的作用: 中线在三相电路中的作用是既能为用户提供两种 不同的电压, 同时又为星形联接的不对称负载提供对 称的 220 V相电压。 因此, 为了保证负载的相电压对称, 在中线的干线 上是不准接入熔断器和开关的, 而且要用具有足够机 械强度的导线作中线。
• 如果将某一相绕组接反，三角形回路 中的总电压为 ：
U V U U W
U U U 2U U U V W W
三相负载的联接
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作 的叫做三相负载 ,如果每相负载的阻抗值和阻抗 角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。 另一类是只需接单相电源的负载，它们可 以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或
• 逆序：相序为A→
C→B。
三相电源的联接
把发电机三相绕组的末端 XYZ 接成 A、B、C作为与外电路相联接的端点。 这种联接方式称为电源的星形联结。 A 火线 中点 线电 A 或零点 U AB 压 U N 中线或零线 N CA B U U B 火线 BC U U C 相电 C 火线 压 三相四线制 目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。 1.星形联接
2.相量形式
o UA U 0 B U 120 o U C U 120 o U
3.对称正弦量 幅值相等, 频率相同, 相位互相差120°的正弦量。
u
uA uB uC
UC 120° 120°
•
•
UA 120°
•
UB
三相电压相量图
A U B U C 0 U 对称正弦量特点为：
三相交流电路
概述： 目前电力工程上普遍采用三相制供电。 由三个幅值相等、频率相同（我们国家电网频率 为50HZ)彼此之间相位互差120o的正弦电压所组成的 供电系统。 前面讲的交流电路，实际是三相电路的一相，因 而称单相交流电路。 另一方面，三相电路也可看作按一定规律组成的 复杂交流电路，因而前面讨论的交流电路的一般规 律和计算方法，在此仍然适用。
即 I1 3I P , 且 滞后于相应的相 电流30°。
I B
相量图
【例 3 】如图 所示的三相三线制电路中, 各相负载的
复阻抗Z=(6+j8) Ω, 外加线电压380V,试求正常工作
时负载的相电流和线电流。
解：由于是对称电路, 所以 每相相电流为：
U 380 IP l 38A Z 10
XL 8 arctan 53 R 6
UU 220 22 A 2 2 ZU 6 8
arctan
iU 22 2 Sin( t 53 ) A iV 22 2 Sin ( t 53 120 ) 22 2 Sin ( t 173 ) A
iW 22 2 Sin ( t 53 120 ) 22 2 Sin ( t 67 ) A
– A uC
A
+ uA
B
ZCA
iAB
iCA iB iBC ZBC
Z AB
和 AB BC CA
若负载对称，即 Z AB ZBC ZCA Z
– B + uB
+ C–
C
iC
AB BC CA arctan
IC
ICA IAB
• •
则负载相电流也是对称的，即 Up I AB I BC I CA Ip Z X
N +
Z
由于电机结构的原因, 这三相绕组所发出的三相电
动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120°。
可将其表示为：
uA U m sin t uB U m sin( t 120 )
uC U m sin( t 240 ) U m sin( t 120 )
中点 或零点 N
A U B U C U
AB U
线电 压 N 中线或零线
CA U
B 火线
C 火线
A 火线
相电 压
BC U
U U U AB A B 根据KVL： BC U B U C U CA U C U A U
各线电压与相电压之间的关系为:
在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍 作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为 电阻，虚部称为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的 阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作 用称为感抗，电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作
用总称为电抗。 阻抗的单位是欧。
负载是电阻、电感的感抗、电容的容抗三种类型的复物，复合后
iA
iCA
Z Z Z
iAB
iB iC
iBC
式中, 每相阻抗为：
Z R 2 X 2 62 82 10
三相制供电比单相制供电优越 在发电方面：三相交流发电机比相同尺寸的 单相交流发电机容量大。 在输电方面：如果以相同电压将相同大小 的功率输送到相同距离，三相输电线比单相输电 线节省材料。 在用电设备方面：三相交流电动机比单相电 动机结构简单、体积小、运行特性好等等。
因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。
uA uB uC 0
4.正弦量的相序
Um uA uB
三相交流电
uC
在相位上的
先后次序称
为相序。
t
0 –Um

2
三相发电机中各绕组 电动势到达幅值（或 零值）的先后次序。
上述的三相电源的相序为A→B→C。在电力
系统中一般用黄、绿、红 区别A、B、C 三相。
• 顺序：相序为A→B→C 。
【例1】 星形联接的三相负载，每相电阻R=6Ω ，感抗 XL=8 Ω。电源电压对称， 设 uUV 380 2 Sin( t 30 ) V ，试求电流。 解 : 因为负载对称，计算一相即可，现以U相为例。
UU
IU
U UV 3

380 3
220 V
uU 220 2 Sin t V
•
R
(2) 负载线、相电流之间的关系 显然三个线电流也对称，若有 根据 KCL，负载线、相电流 效值用 Il表示，则有 IA= IB= IC= Il， 之间的关系为 且 I l 3I P ；相位上，线电流滞 I• B I BC I AB B I o I I I 后相应的相电流 30 。 A AB CA
I AB U AB Z AB U I BC BC Z BC U I CA CA ZCA
– B + uB
C – + C
各相负载的电压与电流相位差分别为 X BC X AB BC arctan AB arctan RBC RAB
CA
X CA arctan RCA
C I CA I BC I
IBC
•
IA
•
由上述可知, 在负载为三角形联接时, 相电压对称。 若某一相负载断开, 并不影响其他两相的工作。 (3) 各线电流由
两相邻相电流决
定。在对称条件
I CA
I A
1200
下, 线电流是相电
流的
3 倍,
I C I BC
300
I AB
UA
•
如果三相负载对称, 中线中无电流, 故可将中线
除去, 而成为三相三线制系统。 但是如果三相负载不对称, 中线上就会有电流IN 通过, 此时中线是不能被除去的, 否则会造成负载上 三相电压严重不对称, 使用电设备不能正常工作。
•
•
三相电动势和负载对称，各相电压 和电流也都对称。只要某一相电压、 电流求得，其他两相就可以根据对 称关系直接写出 ； 各相电流仅由各相电压和各相阻抗 决定。各相计算具有独立性。三相 对称电路计算可归结为一相来计算。
负载的三角形联接（ △形） 若忽略端线阻抗（ZL=0）, 则电路具有以下关系。
iA
– A
uC
A
+ uA
B
ZCA
iAB
iCA iB iC iBC
ZBC
Z AB
(1) 负载线、相电压之间的关系 线、相电压对应相等
U AB U BC UCA U l Up
(2) 负载线、相电流之间的关系 各相负载相电流分别为

A
解: 相电压

U1 380 Up 220 V 3 3
· IN
jXL Ω ＝j3
选 U A 为参考相量, 则:
IA

N′
· UC R3＝ 6 Ω －jX＝－ j 8Ω C R2＝ 5Ω
U A 2200 2200 44 37 ZA 4 j3 537
线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载，
但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对
称负载。如照明灯。
1. Y 形联结
A U
A
iA
iN
ZA
N
N
B U C U
B
C
ZC
iB
iC
ZB
•
A U 0 U 120 UB U C U 120 U
UC
三相交流 电动机
统称“阻抗”，写成数学公式即是：阻抗Z= R+j ( XL –XC) 。其
中R为电阻，XL为感抗，XC为容抗。如果( XL–XC) > 0，称为“感 性负载”；反之，如果( XL –XC) < 0称为“容性负载”。
【例 2 】在如图（a）所示的三相四线制电路中, 外加
· 电压UL=380 V, 试求各相负载电流及中线电流。 IA R1 Ω ＝4 · UA N · UB B C · IC · IB
三相对称电动势的产生
e e U
eV
eW
• + •
S
0 2 5 7 4 3 5 11 2
6 3 2 3 6
6 3 2 3 6
N + • • + B
S
t
C +
A
0
eA
B
eB
C
eC
N + X •
+
+
+
U相
uA
X Y
uB
Z
uC
-
t
V相 W相
+ • S
S
+ • N
Y
A •
U B 220 120 44 120 A ZB 5


IB



U C 220120 220120 IC 22173 A ZC 6 j8 10 53
(a) 电路图
· U C
பைடு நூலகம்
中线电流为

I N I A IB I C 44 37 44 120 22173 62.5 97
AB 3U A30o U o o U BC 3UB 30 U CA 3UC30
三相电源各电压间的相量关系
2. Δ 形联结
发电机三相绕组 依次首尾相联，引 出三条线，称为三 角形联结。
U l Up
A B
C
AB U A U BC U B U
任务1 三相电源与三相负载 三相交流电动势的产生
1.三相交流发电机主要组成部分： 电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。 A B C 磁极 （是转动的，亦称转子） A
Y
– + S
Z
n
+
B
绕 组
A
X
X Y Z
三相绕组
单相绕组
N
C
铁
+
+ X
三相绕组的三相电动势 幅值相等, 频率相同, 彼 此之间相位相差120°。