电工电子技术第四章课件NEW

•日常生活与工农业生产常用电压等级:
4.2 三相负载的星形连接
•单相用电器（只用一相相电压或线电
•三相电路 压。如家用电器、实验仪器、电灯等
的负载
•）三相用电器（三个阻抗相同，工作时
时接入三相电源。如三相交流电动机、
三相变压器等.）
•*工农业生产及生活用电多为三相四线制电源提供
，负载接入电源的原则，应视其额定电压而定。
•L1 •A
•A
•AB相未断前： •P总
•L2 •A•B •Z
=PAB+•PP单BC+PCA=4.5kw
•L3 •A
=4.5/3=1.5kw •C •AB相断开后
•另解：只有R做有 功
•：P总 =PBC+PCA=21.5=3kw •P总=2I2BR=210215=3kw
例4
•解：•3）线电流： •L1线断开后， •IA=0A
•(2)负载不对称
•W
•负载各相电压：
•相电压不对称 •线(相)电流也不对称
•例1•照明电路：
•(1) 正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。
•U
•N
•N'
•每相负载的工作 情况相对独立。
•W
•V
•(2) 若三相三线制, 设U相断路(三相不对称)
•U
•N'
•灯泡电压低，灯光
•W
昏暗。
•V
结论:不对称三相电路
例1
•已知对称三相负载吸收的功率为2.5KW，功率
因数cos =0.866(感性)，线电压为380V，求
线电流。
•解 ：
例2
•有一三相电动机，每相的等效电阻R=29Ω，等效感抗 XL=21.8Ω，试求在下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得结果： •（1）绕组联成星形接于Ul=380V的三相电源上； •（2）绕组联成三角形接于Ul=220V的三相电源上。
•Y
•定 子
•W
•U •Z
•S
•转子 •+
•- •V
•N
•X
•转子
•磁通按正弦 规律分布
•转子线圈通直流， 由机械力带动匀速 转动。
4.1.1 三相电源的产生
•三相交流发 电机工作原理 ： •三相电动势
•Y ••
•定 子
•
•W
•U •• •Z
•S ••
•+
•- •V
•转子
•N
•
• •X
• 三相对称电动势特 • 大征小：相等，频率相等，相位差相等（互差
120º）
4.1.1 三相电源的产生
•Em
•相序： •三相交流电动势依次出现正的最大值的顺序,称 为三相电源的相序。U-V-W称为正（顺）相序。 •U-W-V称为负（逆）相序
•以后如果不加说明，一般都认为是正相序。
4.1.1 三相电源的产生 •Em
4.1.1 三相电源的星形连接
•U
• •相线(火线
• 只要算出一相的电压、电流，则其它两 • 相4.的各电相压的、计电算流具可有按独对立称性关，系该直相接电写流出只。决
定于这一相的电压与阻抗，与其它两相无 关。
4.2.2 负载星形连接的三相三线制电路
•(1)负载对称
•各电压电流与三相四线制
•+
•U
•_ •N
中相同，故仅对U相分析即
•R
•N
可
•V
•R•R
•L1
•ZAB和ZCA串联在线•电与压ZBUCB并C上联分
•A
•A
•若ZBC流=R+jx(黄色
•L2 •A•B •Z
•则Z=2RR+)j2X
•3L•总功•A率 ：
•C •L1线断开后
•=I2BZACB=C0.5IBC=0.510=5 A
•只有R做有功
：
•P总=IBC2R+IBAC22R=10215+5230=2250kw
• •N •
•电 •U 源 •N
•U •1、2单元 •...
•Z
•3、4单元
•V
•V
•W
•W
•5、6单元
4.2.1 负载星形连接的三相四线制电路
•星形负载的电压电流
•U
•三
相
四 •N
线 制 •W
•ZW
•V
•线电流：•流过火线的电流
。 •相电流=线电流
•相电压：
•设 •则：
•ZU
•ZV •相电流：
•流过每相负载 的电流。
•△连接：
•负载对称时:
•Y连接：
•有中线时：
•对称三相负载
4.4 三相电路的功率
•1. 对称三相电路的平均功率P
•一相负载的功率
•Pp=UpIpcos
•三相总功率
• P=3Pp=3UpIpcos
•Z
•对称三相负载 Z=|Z|
•对称三相电路平均功率 ：
4.4 三相电路的功率
• 注意 • (：1) 为相电压与相电流的相位差
•三相四 线制
•+
•_
•Z •X
•N
•u•U•+_
•+ •_ •uUV
) •中性线(零线
•+
•W
•_•Y•_
•+••uVW••u+V•+••+_••u_VW
•uWU• •+•
•火 线 •火线
•中性点：尾端X、Y、Z联在一起的公共点N •相电压：火线与中线间的电压 •线电压：火线与火线间的电压
4.1.1 三相电源的星形连接
第4章三相电路要点 •星形接法对称负载： •△形接法对称负载： •对称负载：
例5
• 1)在电源对称的三相四线制电路中，不对称的三相负
载作星形连接，负载各相相电流( )。则各相负载的电
压( )。
• (a)不对称
(b)对称 (c)不一定对称
• 2)对称星形负载接于线电压为380V的三相四线制电
源上，如图所示。当M点和D点同时断开时，U1为( ) 。当在D点断开时，UA为( )。当在M点断开时，U1为(
4.3 三相负载三角形连接
•负载三角形联接：负载首尾相连，三相三线制电
。 •相电流：
•U
•Z
•Z
•每相负载上的电
•Z •V
•W
•负载的相电压等于电源的线电压 •当负载对称时,相电流对称。
4.3 三相负载三角形连接 •线电流：流过火线的电 流。
•当负载对称时, 线电流也对称:
•Z •Z •Z
•结论 •△连接的三相对称负载电路： •(1) 线电流是相电流的 倍， •(2) 线电流相位滞后对应相电流30o。
角(阻抗角)，不要误以为是线电 压与线电流的相位差。
• (2) cos为每相的功率因数，在对 称三相制中即三相功率因数：
• cosA= cosB = cosC = cos
4.4 三相电路的功率 • 2. 无功功率
•Q=QA+QB+QC= 3Qp
•3. 视在功率
•功率因数也可定义为：cos =P/S •(不对称时 无意义) •一般来讲，P、Q、S 都是指三相总和。
)。
• (a)220V (b)380V
• (c)190V
例5
• 3)某三相电源电动势分别为eA=20sin(314t+16)V, eB=20sin(314t-104)V, eC=20sin(314t+136)V,当t=13s时， 该三相电动势之和为( )。
• (a)20V
(b)20/√2V (c)0V
• 4)某三相发电机每相绕组电压为220V，在连接成形
时，如果误将两相绕组的末端X，Y，与另一相的首端C
连成一点(中点)，此时电压UBC=( )
• (a)220V
(b)380V
(c)127V
• 5)△连接的三相对称负载，均为RLC串联电路，且
R=10，XL=XC=5，当相电流有效值为IP=1A时，该三相 负载的无功功率Q =( )。
•相电压瞬时值表示式： •设
•Z •X •Y
•U •uU •uUV •uWU
•N
•uV •V •uW •uVW •W
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•线电压
4.1.1 三相电源的星形连接
•线 电 压
4.1.1 三相电源的星形连接
•结论 •Y连接的对称三相电源 •(1) 相电压对称，则线电压也对称 •(2) 线电压是相电压的 倍， •(3) 线电压超前对应的相电压30o。
例3
•A •+
•B•C•-•Ul=380 V
•N
•+ -
•线电压Ul=380V的三相电源上接有两组对称三相负载：三角 形联接的负载，每相阻抗Z△=10Ω；星形联接的电阻性负载 每相电阻ZY=4+j3Ω，试求（1）各组负载的相电流；（2） 路线电流；（3）三相有功功率。
•解•设•线电压
•或
•相电压
是
• 3率)P当•LL11线断•开A 时图中各电•A流表的读数和总功
•L2 •A•B
•Z
•L3 •A
•C
例4
•解 ：
•1）对称负载三角形联接
•L1 •A
•A
•L2 •A•B •L3 •A
•Z
•C
例4
•解： •2）线电流：•AB相断开后，
•IA=ICA=10A •IB=IBC =10A
•C相线电流不变 IC=17.3A
4.2 三相负载的星形连接
•如：额定电压是220伏的单相灯负载应接相电压。
•额定电压380伏的三相电动机负载应接三根火线上
。•电 •U 源 •V
•保险丝
•W •N
•220v •380v
•三相负载
4.2 三相负载的星形连接
• 若大量使用单相负载（如电灯）时，应 均匀分配在三相，不能集中在一相。此种接 法为负载的星形联接(Y0联结)。
•解： 连接中线NN’，取A相为例计算
•+
•Z
•-
•N
•N’
•由对称性，得
结论:对称三相电路
• 1. UN’N= 0，电源中点与负载中点等电位 。中线电流为零。
• 2. 有无中线对电路没有影响。 • 没有中线(Y–Y接，三相三线制)，可加中
线，中线有阻抗时可短路掉.
• 3. 对称情况下，各相电压、电流都是对称 的。
• (a)15Var
(b)30Var
(c)0Var
例3
•A •+
•设
•B •-•UA=380V
•C
•△:
•+ -
•Ul=380V=U p •Y:
•+
•N
••0-UV
•Il=I
p
例4
•已知：对称负载联成三角形,电源线电压Ul=220V， •电流表读数Il=17.3A，三相功率P=4.5kw， •求：• 1)每相负载的电阻和感抗;
• 2)当AB相断开时图中各电流表的读数和总功 率P
•解：以U相为例 •z＝6＋j8
•电源电压对称 •求：各相电流?
例1
•Z
•Z
•Z
•根据对称关系，可 得
•对称负载：（不论Y接△接）电压对称、电 流对称，只需计算一相
例2
•+
•+
••-_•-•N •+
•Z
•N
•Z ’•Z
•已知对称三相 电源的 线电压 为380V，对称负 载Z＝10030 。求线电流。
•解
：
•cos
=0.8
例2
•L
1
•+
•UA=380
•L V •-
•L
•O
•+
••0-UVP=22
3
•L
•+
1
•Ul=220V= •UL p •-
3
•L
•L
•L
2
2
•1）三相电动机无论Y接△接，要保证电动机绕组的额定
电压为220V。
•2）相电压、相电流及功率都未改变，仅线电流△接时 是Y接时的√3倍。如何证明？
•1. 有中线 •(1) 负载上的相电压仍为对称三相电压；仍可以 保证 各负载正常工作. •(2) 由于三相负载不对称， 则三相电流不对称； •(3) 中线电流不为零。
•2. 无中线
•（1）负载不对称，负载上相电压出现不对称，有可 能超过或低于使用电器的额定电压，这是不允许的。
•（2）中性线的作用，在于使星形联接的不对称负载 的相电压保持对称；为了保证负载上相电压对称，中 线在运行中不允许断开（中线上不允许接保险丝）。
4.2.1 负载星形连接的三相四线制电路
•+
•_
•ZU •ZV
•+
•ZW
•+
•+ •_
•I
W
•IV
•IN
•I
W
•ZU
•IU •IV
•对称负载星形连接
•三
相
电
流 对
•仅对U相分析
称
•（中性线电流为0
）
•Z
•负 载
•三相三线
•Z
•Z
制
•既然
，是否可以
取消中性线
例1 •已知每相负载为：
•Z •Z
•Z
电工电子技术第四章课 件NEW
2020年7月21日星期二
4.1 三相电源 4.1.1 三相电源的产生
•三相交流发电机构造 ：
•U
•定 •Y •转 •Z
子 •W
•子 •V
•X
•定子（电枢 ）
•转子（磁极 ） •头U
•尾X •头V
•尾Y •头W
•尾Z
•三个定子线圈完 全相同，空间位 置互差120度。
4.1.1 三相电源的产生