三相电路ppt1

三相负载连接原则 （1） 电源提供的电压=负载的额定电压； （2） 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
L1 L2 L3 N 电源 保险丝
三相四线制 380/220伏
额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载
2. 负载星形联结的三相电路
(1) 联结形式
+ U 1 –
I 1 I N
2
3
中性线电流
I I I 0 I N 1 2 C
(2) 三相负载不对称（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分别计算各线电流
中性线电流
U 220 0 1 I1 A 44 0A R1 5 U 220 120 2 I2 A 22 120 A R2 10 U 220 120 3 I3 A 11 120 A R3 20
所以负载对称时，三相电流也对称。 可知：
I I I 0 中线电流 I N 1 2 3
负载对称时, 中性线无 电流, 可省掉中性线。
负载对称无中性线时 U L 3UP
例1: 一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电 源线电压 u12 380 2 sin( 314 t 30 )V 。 负载为
IN I1 I2 I3 44 0A 22 120 A 11 120 A 29 19 A
例2: 求例1电路中性线断开时负载的相电压及相电流。 220 0 V , 则结点电压 设 U 解： 1
U U U 1 + 2 + 3 220 0 220 120 220 120 R1 R2 R3 5 10 20 UN = = 1 1 1 1 1 1 + + + + R1 R2 R3 R1 R2 R3 I 1 R1 ( 78.6 j 27.2) A
电灯组，若R1=R2= R3 = 5 ，求线电流及中性线电 流 IN ; 若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求线电流及 中性线电流 IN 。 I L1 1
+
U 1
N
L3
–
I N
– U 2
– +
R1
N R3
R2
L2
U 3
+
I 2 I
3
L1
I 1
u1 u2 u3
U A1 •
Z W1
+ W2 C
N Leabharlann Baidu U X2
u1相
0
t
u2相 u3相
S
相量表示
. 最大值相等 E2 频率相同 称为对称三相电压 相位互差120° 对称三相电压的瞬时值之和为 0
特征：
E 0 E E 1 1 E 2 E 120 E ( j 2 1 E 3 E 120 E ( j 2
+
U 1
N L3 –
I N
U 2
– – +
R1 N R3 R2
L2
U 3
+
I 2 I
3
380 30 V 解： 已知：U 12
220 0 V U 1 U 220 0 1 A 44 0 A (1) 线电流 I 1 R1 5 三相对称 44 120A 44 120A I I
Y0：三相四线制
N
I 1
Z3
– – U 2 + IU3
P
Z1 N'
I 2
I 3
Z2
i1、i2、i3 Il
结论： 负载Y联 结时，线电 流等于相电 流。
+
N 电源中性点
N´负载中性点
相电流：流过每相负载的电流 、I 、I I 线电流：流过端线的电流 1 2 3
IL IP
85.3 19 A
负载电压
N
U U 144 11 V U 1 1 N U U 249 139 V U 2 2 N U U 288 131V U 3 3 N
+ – U +U – 1 1 I2 R2 N + + – – U 2 I3 U2 R3 . +U – U 3+ – 3 + – U
(2) 线电压与相电压的关系
+ L1
+ – + u1 U U U1 3 2 – U U – 12 2 W2 N – – –V2 – u3 U 30° U u 31 2 2 + ++ – L2 + U3 U + + – 23L 3 U 2 根据KVL定律 U U 注意规定 由相量图可得 U
相量图
U 12 U 1
U U U 23 2 3 U U U
31 3
12
1
2 的正方向
1
3 U 30 U 12 3U 1 30 P U L 30
同理 3U 30 3U 90 U 90 U 23 2 P L 3U 30 3U 150 U 150 U 31 3 P L
4.1 三相正弦交流电源
1. 对称三相电压的产生 工作原理：动磁生电 U1 • S
+ (首端) U1 +
V1
+ –
W1
+ –
定子 (stator) • W2
u1
_
V2
•
(尾端) U2 V2 W2 图4.1.2 三相绕组示意图
(rotor)
u2 u3
+
V1
转子
W1
N U2
e
+
U1
e
_ + u1 _ •
例3：照明系统故障分析 在上例中，试分析下列情况 (1) L1相短路: 中性线未断时，求各相负载电压； 中性线断开时，求各相负载电压。 (2) L1相断路: 中性线未断时，求各相负载电压； 中性线断开时，求各相负载电压。 解: (1) L1相短路 L1 + i1 1) 中性线未断 短路 u1 – 此时L1相短路电流很大， N´ N i2 i 3 – – 将L1相熔断丝熔断，而 L2 + u2 3 + u 相和L3相未受影响，其相 L 电压仍为220V, 正常工作。 2
相量图 . U3
3 ) 2 3 ) 2
u
u1 u2 u3
120° 240° 360° 2
0
t
120° .
120° . 120°
U1
U2
2. 三相电源的星形联结 (star connection)
(1) 联接方式
+
+ u1 U2 W– 2 V2 – u – u 2
3
U 1
+
+
U 12
+
4.2 三相负载的星形联结
1. 三相负载
三相负载：需三相电源同时供电 负载 三相电动机等 单相负载：只需一相电源供电 照明负载、家用电器 对称三相负载：Z1=Z2= Z3 三相负载 如三相电动机 不对称三相负载： 不满足 Z1 =Z2 = Z3 如由单相负载组成的三相负载 三相负载的联接 三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪种方 法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。 分类
结论：电源 Y形联结时, 线电压Ul 3UP , 且超 前相应的相电压 30 , 三相线电压也是对称的 。
3. 三相电源的三角形联结
+ –
31
L1 (triangular connection)
U 12 U
U U 23 BC
–
– +
L2 L3
结论：电源Δ 形联 结时 线电压U l 相电压U p
负载 Y 联结 带中性线时, 可将 各相分别看作单 相电路计算
(2) 负载Y联结三相电路的计算
I 1
+ U 1 –
N
– – U 2 + U 3 +
I N
I 1
Z3
Z1 N'
Y 联结时：
Z2
U L 3U P
I 2
I 3
IL IP
00 U p U U 1= P I = 1 1 Z1 Z11 Z1 1200 U p U U 0 2 P I = ( 120 2 ) 2 Z2 Z 2 2 Z2 1200 U U U 3 P I = P (1200 3 ) 3 Z3 Z 33 Z3
–
L1 端线(相线、火线)
+ +
U2
– – –
N 中性线(零线、地线)
U 31
中性点
– + U 3 U + – 23 +
L2 L3
在低压系统,中 性点通常接地， 所以也称地线。
相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压 、U 、U 、Up (phase voltage) U 1 2 3 线电压：端线与端线间的电压 U U 、 U 、 U (line voltage) 12 23 31、 l
U2
图4.1.1 三相交流发电机示意图
图4.1.3电枢绕组及其电动势
三相对称电动势的产生
• + • S + • N + • • + V B1 S + • N S V Y2 N + •
e1 Em sin t e2 Em sin( t 120 ) e3 Em sin( t 120 )
(3) 对称负载Y 联结三相电路
I 1
+ U 1 –
N
– – U 2 + U 3 +
I 2
I 3
Y: 三相三线制 负载对称时， 只需计算一相电 Z1 流, 其它两相电 N' Z2 流可根据对称性 直接写出。 Z3
如： 10 30 A I 1 10 90 A I 2 10 150 A I 3
(3) 对称负载Y 联结三相电路
I 1
+ U 1 – Z1 N'
N
– – U 2 + U 3 +
I 2
I 3
Z2
Z3
Z1 Z2 Z3 Z Z
00 U U U 1= P I = P 1 Z Z Z 1200 U U U 0 P 2 P I = ( 120 ) 2 Z2 Z Z 1200 U U U 3 P I = P (1200 ) 3 Z3 Z Z
N
144 11 U 1 I A 28.8 11A 1 R1 5 249.4 139 U 2 I A 24.94 139A 2 R2 10 288 131 U 3 I A 14.4 131A 3 R3 20
可见： 1. 不对称三相负载做星形联结且无中性线时, 三 相负载的相电压不对称。 2. 照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供 电方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。
(2) 负载Y联结三相电路的计算
I 1
+ U 1 –
Y 联结时：
I N
– – U 2 + U 3 +
N
I 1
Z3
Z1 N'
U L 3U P
Z2
I 2
I 3
IL IP
1) 负载端的线电压＝电源线电压 2) 负载的相电压＝电源相电压 3) 线电流＝相电流 I I I 4) 中线电流 I N 1 2 3
三相电路在生产上应用最为广泛。发电、输配电 和主要电力负载，一般都采用三相制。 三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线 路三部分组成。
三相电路的优点
发电方面：比单项电源可提高功率50％； 输电方面：比单项输电节省钢材25％； 配电方面：三相变压器经济便于接入负载；
运电设备：结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。 研究三相电路要注意其特殊性
3 ) 2 3 ) 2
相量图 . E3
120°
120° .
120°
E1
即 u1 u2 u3 0
U 0 U 或 U 1 2 3
三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。 供电系统三相交流电的相序为 U1 V1 W1
三相对称正弦电压的表示方法： 相量表示
波形图
U 0 U U 1 1 U 2 U 120 U ( j 2 1 U 3 U 120 U ( j 2
第4章 三相交流电路
本章要求：
1. 搞清对称三相负载Y和△联结时相线电压、 相线电流关系。 2. 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载 的正确联接方法，理解中线的作用。
3. 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。
本章作业
P146: 4.2
4.4
4.6 4.7 4.9 4.11
4.1 三相正弦交流电源