第4章三相交流电路
电工与电子技术基础第4章三相供电电路及安全用电电子
4.2.2 Δ-Δ联接的三相电路
电源与负载都联接成三角形,用三条线路将其 相联,即构成—联接的三相三线制电路,如 图示。
每相负载的相电压等于线电压;流过负载的电流为相 电流,分别用IAB、IBC、ICA表示。由基尔霍夫电流定 律可知各相的线电流为对应的相电流之差,在三相电 路对称的情况下,由图示相量图的分析可得线电流与 相电流有效值关系
如果三相电路对称,则三相电路的视在功率为 S = 3UPIP =√3ULIL 在计算不对称三相电路的视在功率时,应注意由
于视在功率不满足能量守恒,所以 S SA的等效电阻R = 29, 等效感抗XL = 21.8,三相对称电源的线电压 UL=380V。求(1)电动机接成星形时的平均功率和 无功功率,(2)电动机接成三角形时的平均功率和 无功功率。
IL =√3IP=√3×10.47=18.13 A 电动机的平均功率
P=ULILcos
=380×18.13×cos36.9=9542.5 W =9.543 kW 电动机的无功功率
P=ULILsin = 380×18.13×sin36.9
=7164.7Var=7.165 kVar
由上例的计算结果可见,电动机接成 三角形比接成星形时,线电流、平均 功率与无功功率都大了三倍。实际中 较大功率的三角形联接电动机,为了 减小启动电流,启动时常把三角形变 为星形联接,启动以后再变回三角形。
如果三相电路对称,不论电路是星形联接还是三 角形联接,其三相电路的无功功率为
Q =3UPIPsin =√3ULILsin 其中 角仍为相电压与相电流的相位差。
4.4.3 视在功率
在三相电路中不论三相电路对称与否,其三相的 视在功率仍为
S P2 Q2
其中P为三相电路的平均功率,Q为三相电路的无 功功率。
第4章 三相交流电路
第4章 三相交流电路
4.3 三相功率的计算
4.3.2 无功功率
三相电路的无功功率为
由于每相负载可能是感性,也可能是容性,即每相的无功功率 可正可负,所以无功功率为各项无功功率的代数和。在对称三 相电路中,无论是星形联结还是三角形联结,总无功功率为
第4章 三相交流电路
4.3 三相功率的计算
3.3 视在功率
每相电流间的相位差仍为120°,由KCL可知,中线电流为零。
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
三相四线制接线方式的特点如下。 (1)相电流等于线电流,即
(2)加在负载上的相电压和线电压之间的关系为
(3)流过中性线N的电流IN为
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
当三相电路中的负载完全对称时,在任意一个瞬间,三个 相电流中,总有一相电流与其余两相电流之和大小相等, 方向相反,正好互相抵消。所以,流过中性线的电流等于 零。在三相对称电路中,当负载采用星形联结时,因为流 过中性线的电流为零,所以三相四线制就可以变成三相三 线制供电。如三相异步电动机及三相电炉等负载,当采用 星形联结时,电源对该类负载就不需接中性线。通常在高 压输电时,由于三相负载都是对称的三相变压器,所以都 采用三相三线制供电。
第4章 三相交流电路
4.2 三相负载的联结
如图4-8所示是只有三根相线而 没有中性线的电路,即三相三 线制;而接线方式除了三根相 线外,在中性点还接有中性线, 这样的接法即为三相四线制, 如图4-9所示,三相四线制除可 供电给三相负载外,还可供电 给单相负载,故凡有照明、单 相电动机、电扇、各种家用电 器的场合,也就是说一般低压 用电场所,大多采用三相四线 制。
总之,当三相电流对称时,线电流的有效值是相电流 有效值的√3倍,线电流滞后对应的相电流30°,即
电工基础-三相交流电路习题(含答案)
第四章三相交流电路三、习题详解4-2已知对称三相电源中,相电压的瞬时值时,试写出其它各相电压的瞬时值表达式,相量表达式,并绘出相量图。
解其它两相电压的瞬时值表达式相量表达式相量图略。
4-3有⼀三相对称负载,其每相的电阻,感抗。
如果将负载连成星形接于线电压的三相电源上,试求相电压,相电流及线电流。
解对于星形联接负载相电压设,则相电流线电流根据对称关系4-4已知星形联接的对称三相负载每相复阻抗为,对称三相电源的线电压为。
求负载相电压,并画出电压、电流的相量图。
若在此负载情况下,装有中线,中性线的复阻抗为,求这时的负载相电流⼜是多少?解因为负载对称,只需计算⼀相即可,现以U相为例设电源相电压。
负载相电压等于电源相电压,且相电压对称。
U相电流68因为电压、电流都是对称的,所以其它两相的电压、电流分别为:在此对称三相负载情况下,装有中线。
不管中线的复阻抗为多少,中线中的电流总为0。
4-5某对称三相电路,负载作三⻆形联接,每相负载阻抗为,若把它接到线电压为的三相电源上,求各负载相电流及线电流。
解设则根据对称性可直接写出其余两相电流。
各线电流为4-6某住宅楼有户居⺠,设计每户最⼤⽤电功率,功率因数,额定电压,采⽤三相电源供电,线电压。
试将⽤户均匀分配组成对称三相负载,画出供电线路;计算线路总电流,每相负载阻抗、电阻及电抗,以及三相变压器总容量(视在功率)。
解将30户均匀分配在三个相上,每相10户(并联),组成星形接法三相四线制线路,如图4—6所示。
设每相总功率,,线电压380V。
则相电压为220V,符合⽤户额定电压。
每相总电流即为线路总电流,即每相总阻抗为三相总视在功率即为供电变压器容量,即图4-5题4-6图69可选⽤⼀台100KVA的三相变压器供电。
4-7已知三相四线制电路,电源线电压。
三个电阻性负载联成星形,其电阻为。
(1)试求负载相电压、相电流及中性线电流,并作出它们的相量图;(2)如⽆中性线,求负载相电压及中性点电压;(3)如⽆中性线,当相短路时求各相电压和电流,并作出它们的相量图;(4)如⽆中性线,当相断路时求另外两相的电压和电流;(5)在(3),(4)中如有中性线,则⼜如何?解(1)设电源相电压因为有中线,负载相电压对称,等于电源相电压。
《电子电工技术》课件——第四章 三相电路
2
I 3I 30
L3
3
U 31
I
3
I 3
I
U 12
1
I 2 U
I
2 I 3
I L1
23
负载对称时三角形接法的特点
L1
U 31 L2 L3
I L1
U 12
I 1
I
L2
U I
23
L3
I 3
ZZ Z
I 2
每相负载电压=电源线电压
I 3I
l
p
各线电流滞后于相应各相电流30°
第三节 三相负载的功率 每相负载
定子 W2
•
V1 转子
三相电动势 分别称为U、V、W相或1、2、3相
e E sin t
1
m
e E sint 120
2
m
e E sint 240
3
m
Em sin( t 120)
E E0 1
E E 120 2
E3 E 120
三相电动势的特征: 大小相等,频率相同,相位互差120º
称为对称电动势。
e 2
3
L2
L3
L1
e 1
e
L2
2
L3
(2)三相负载
星形负载
Z
Z
Z
三角形负载
Z
Z
Z
(3)三相电路计算
负载不对称时:各相电压、电流单独计算。 负载对称时:电压对称、电流对称,只需计算一相。
电流其余按对称原则,相线电流的关系一一写出。
三相电路的计算要特别注意相位问题。
负载Y形接法
I I
l
P
负载Y形接法有中线时
22633-第4章 三 相 电 路
4.2.2
三相负载的三角形连接
把三相负载分别接在三相电源中两根 相线之间的接法,称为三角形连接,常用 “△”标记,如图4-12所示。
图4-12 三相对称负载作三角形连接
在三角形连接中,由于各相负载是接 在两根相线之间的,因此负载的相电压就 是电源的线电压,即U△线 = U△相。
三相对称负载作三角形连接时的相电 压是作星形连接时的相电压的 3 倍。 因此,三相负载接到电源中,是作三 角形连接还是星形连接,要根据负载的额 定电压而定。
图4-1 三相交流发电机的示意图及电动势的正方向
一般把3个大小相等、频率相同、相位彼 此相差120°的恒压源称为对称三相恒压源。 以后在没有特别指明的情况下,三相电 源就是指对称的三相交流电源,并且规定每 相电动势的正方向是从线圈的末端指向始端, 如图4-2(b)所示,即电流从始端流出时为 正,反之为负。
三相总无功功率为
Q 3U线I线 sin z 3 100 3 30 sin 60 7 794(Var)
三相总视在功率为
S 3U线I线 3 100 3 30 9 000(V A)
由此可知,负载由星形连接改为三角 形连接后,相电流增加到原来的 3 倍,线 电流增加到原来的3倍,功率增加也到原来 的3倍。
4.2 三 相 负 载
4.2.1
三相负载的星形连接
把三相负载分别接在三相电源的相线 和中线之间的接法,称为三相负载的星形 连接,如图4-6所示,图中Za、Zb、Zc为各 负载的阻抗值,N′为负载的中性点。
图4-6 三相负载的星形连接
负载两端的电压称为负载的相电压。 负载的线电 压就是电源的线电压。
(2)当负载为三角形连接时,相电压 100 30 V 。 等于线电压,设 U UV
《电工电子技术基础》第4章 三相交流电路
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
[例题] 图中所示的对称三相电路中,端线阻抗 ZL 1 j1 ,负载
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
中性线电流
I&N I&A I&B I&C
(44 0 22 12011 120)A
[解] ⑴各相负载中流过的电流
IU
UU RU
220 0 5 0
A
44
0A
29 19 A
IV
UV RV
220 120 A 10 0
22
120 A
IW IU 120 IP 120
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
b.负载三相三线制联结
+
U NN
-
相电流 流过每相负载的电流
线电流 流过端线的电流
IU、IV、IW
特点 线电流=相电流
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
(1)负载三相三线制联结三相电路计算 等效电路图
(2)不对称负载三相四线制联接三相电路计算
三相电源对称,三相负载不对称, 各相负载中电流表达式:
IN IU IV IW 0
I
U
UU ZU
UP 0
ZU U
UP ZU
0 U
I
V
三相电路
P 3U P I P cos P 3U l I l cos P
Q 3U p I p sin p 3U l I l sin p
S P 2 Q 2 3U P I P 3U L I L
线电压Ul为380 V的三相电源上,接有两组对称 三相负载:一组是三角形联结的电感性负载,每相 阻抗 Z 36 .3 37 ;另一组是星形联结的电阻性 负载,每相电阻RY =10 , 如图所示。试求: (1) 各组负载的相电流; iL1 L1 iL1 iL1 Y (2) 电路线电流; L2 (3) 三相有功功率。 L
I I 1Y L1Y
(2) 电路线电流
U 1 22 - 30 A RY
10 .47 3 37 - 3 0 18 .13 67 A I L1 I I 18.13 67 22 30 I L1 L1 L1 Y
I A
+ U A –
Y 联结时:
ZA N'
N
I N
– – U B + U C +
I a
ZC
U L 3U P
IL IP
U A I A ZA U B I B ZB U C I C ZC
I B
I C
ZB
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 A B C 负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算
同理 3U 30 3U 90 U 90 U BC B P L 3U 30 3U 150 U 150 U CA C P L
第四章三相交流电路的分析与计算
第四章三相交流电路的分析与计算三相交流电路是一种常见的电力系统,在工业和住宅区域都有广泛应用。
它与单相交流电路相比具有更高的效率和功率因数,因此在大型电机和电气设备中得到广泛使用。
本文将介绍三相交流电路的基本理论和计算方法。
首先,我们需要了解三相电源和负载之间的基本关系。
在三相电路中,有三个交流电源相互呈120度相位差,分别称为A相、B相和C相。
这三个相位差的存在使得电路中的电流始终保持平衡,因此电压和电流始终稳定。
在进行三相电路的分析和计算之前,需要明确以下几个基本概念。
1. 相电压(Phase Voltage):相电压是指三个电源相对于中性线或地线的电压。
它在三相电路中的表示为VA、VB和VC。
2. 线电压(Line Voltage):线电压是指三个电源之间的电压。
它是相电压之间的差值,也即VA-VB、VB-VC和VC-VA。
3. 相电流(Phase Current):相电流是指电路中的负载电流。
它指的是通过每个负载的电流,用IA、IB和IC表示。
4. 线电流(Line Current):线电流是指三个负载电流之间的差值。
它是相电流的向量和,用IAB、IBC和ICA表示。
了解了上述基本概念后,我们可以利用基本电路理论进行三相交流电路的分析和计算。
1.三相电压和电流关系:在三相电路中,相电压和线电压之间的关系是:VA=√3VL其中VL是线电压的大小。
同样,相电流和线电流之间的关系是:IA=√3IL2.三相功率计算:在三相电路中,有三种类型的功率,即有功功率、无功功率和视在功率。
它们之间的关系可以利用功率三角来表示:S=P+jQ其中,S表示视在功率,P表示有功功率,Q表示无功功率。
有功功率和无功功率的计算公式如下:P = √3 VL IL cosθQ = √3 VL IL sinθ其中,θ是电路中电流和电压之间的相位角差。
3.三相功率因数:功率因数是衡量电路效率的一个重要指标。
在三相电路中,功率因数的计算公式如下:PF=P/S其中PF表示功率因数。
电工电子第4章 三相交流电路
uA
uB
uC
UA
120°
•
0 –Um
2
t
UB
三相交流电压出现正幅值(或相应零值)的顺序 称为相序。在此相序为A B C 。 三相交流电路分析时一般都采用这种相序。
4.1.2 三相电源的星形联接
相线
电源三相绕组首端 与末端之间的电压称为 相电压; 其有效值用UA 、 UB、 UC表示或一般用UP 表示。 两条相线之间的电压 称为线电压。 其有效值用 UAB、UBC、 UCA表示或一 般用Ul 表示。 线、相电压之间的关系
30o IAB
•
IB = 3 IBC
• IC = 3 ICA __ Il = 3 I P
•
•
-30 -30
UBC
•
__ 在大小关系上,线电流是相电流的 3 倍,在相位上,线 电流比相应的相电流滞后30º。
IA
•
ICA
•
4.3 三相电路的功率
i u 无 源
2
U
2I
•
S
•
Q
u=
Usint i=
2、不对称负载星形联接的三相电路
A
+ iA uA ZA iN – N N – – ZB uB iB ZC + B uC + iC
C
负载不对称时电压、电流的相量图
UC
•
IC
•
IB
UB
•
•
IN
•
UA IA
•
•
图中,若负载不对称,即各相负载的复数阻抗 不相同,则各相负载的相电流不对称。
UA IA = —— ZA
•
ZA
N
电工技术(第三版 席时达)教学指导、习题解答 第四章
4-2-2三相四线制对称电路中,负载为纯电阻(星形联接),相电流为5A,试问
(1)若电源电压不变,中性线阻抗忽略不计,其中一相功率减半,则中性线电流变为多少?
(2)若一相负载不变,两相负载电流减至2A,则中性线电流变为多少?
【讲授】三相交流电通常由三相交流发电机产生,通过三相输电线路,传输到用户使用。
一、三相电动势
【讲授】图4-1-1。
图4-1-1图4-1-2
【说明】①U、V、W三相绕组在空间相隔120°。当转子磁极在原动机拖动下以角速度ω按顺时针方向匀速旋转时,三相定子绕组依次切割磁力线,在各绕组中产生相应的正弦交流电动势,这些电动势的幅值相等,频率相同,相位互差120°,相当于三个独立的交流电源,如图4-1-2所示。
图4-2-9
[解]因为是对称电路,故可归结到一相来计算。
UP=Ul/ =220V
IP= = =22A
φ=arctan=arctan =53.1°
选U为参考相量,则
İU==22/-53.1°A
İV==İU/-120°=22/-173.1°A
İV==İU/120°=22/66.9°A
图2-10
【小结】①三相交流电源的电动势是三相对称的电动势,即幅值相同,频率相等,相位互差120°。在三相四线制供电系统中,相线与中线之间的电压称为相电压,相线与相线之间的电压称为线电压。线电压在数值上是相电压的 倍,在相位上超前于相应的相电压30°。在我国低压供电系统中,通常相电压为220V,线电压为380V。
③大批量的单相负载对于三相电源来说,在总体上可看成是不对称的三相负载。
电工电子技术基础知识点详解第4单元 -三相交流电路(自学版)
一、三相交流电的产生(同步发电机)
U
转子
V’ 定子 绕组
W 定子
N ω
S
U’
W’ 转子 绕组
V
1. 静止部分:定子 2. 转动部分:转子
5
L2' • L3
L1
• • L3'
N
L2
L1'
L1 L1 ′
L1 L2 L3
+++ e1 e2 e3 ---
L1′ L2′ L3′
三相交流发电机由三个对称的绕组组成,在空间上彼此相差 120,它们的始端记为L1 、L2 、L3 ,末端记为L1 、L2 、L3 。
IL = √3 IP 且 IL 滞后于与之对应的 IP 30o 。 若负载不对称,由于电源电压对称,故负载的相电压对称,
但相电流和线电流不对称。
28
注意:
三相负载采取哪种联结方式取决于电源电压和负载的额定电 压,原则上应使负载的实际工作相电压等于额定相电压。
【例】某三相异步电动机,每相绕组的额定电压是220V,若电源 电压分别为 380V 和 220V时,该电动机应采取哪种联结方式?
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第 4 单元 三相交流电 路 (自学版)
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主要知识点
4.1 三相电源 4.2 三相负载 4.3 三相功率 4.4 用电安全
2
4.1 三相电源
3
三相交流电路:由三相交流电源供电的电路。 电力系统目前普遍采用三相交流电源供电。
三相交流电的优点:
三相交流发电机体积小、重量轻、成本低; 节省输电线金属的消耗量,输电成本较低; 应用广泛的三相异步电动机结构简单、价 格低廉、性能良好和使用维护方便。
技能培训专题 电工课件 第四章 三相交流电路
1200
E、eU=311sin(314t-1500)
•
EW
讨论:
讨论
1、对称的三相交流电动势的相位差互差( C )。
A、600 B、900 C、1200 D、1500
2、对称的三相交流电动势的特点是( A C E )。
A、频率相同 B、相位相同 C、幅值相等
D、初相相同
E、相位互差1200
3、三相对称交流电动势在任一时刻的瞬时值之
压升高而被击穿。.
讨论3、
(3)在三相不对称低压供电系统中,中性线上不允 许安装熔断器或开关,以免断开引起事故。
L1 L2 L3 N
二、三相负载的三角形连接
•
IU
U
U 相 U 线
•
U UV (U L )
•
I WU
ZW
•
IUV
ZV ZU
•
V
IV
•
I VW
•
IW W
•
U U (U )
相电压: 每相负载两端的电压(负载都接在两根火线之间)
零线: 从零点引出的输电线称为零线; 相线:从三个线圈的始端引出的输电线称为相线(火线)
线电压:相线与相线之间的电压;
相电压:相线与中线之间的电压。
中性点 接地后 称零点
+ e–U
+eW –eV +
相电压
U1
线电压
N
V1
W1
一、三相电源的星形连接
颜色标示法,U-V-W相分别用黄-绿-红表示。
eu eW
使用任何电气设备,均要求负载承受的电压等于它的额定电
压,所以负载要采用一定的连接方式,以满足负载对工作电
压的要求。若两个灯泡接反了会怎样?
第4章 三相电路
* 电源相电压=负载相电压
•
•
U Lp U p
(2) 负载Y联结三相电路的计算
UA
IAN
A
UB IA
ZA
IBN
B
ZB
UC IB
ICN
Z
IC
ZC
N
IN
①负载不对称时,各相单独计算。如:
IA
UA ZA
U A
| Z A | A
0
I A A
UA A
UB IA
B
UC IB
Z
IC
IAN
ZA
IBN
ZB
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
UB IR B 12 .710 127 V
UC IR C 12 .7 20 254 V
RA
N
RC
RB
(a)
I B
+
U–´A U–+´B
C (b)
结论
1:负载不对称而又没有中线时,负载上可能得 到大小不等的电压,有的超过用电设备的额定电压, 有的达不到额定电压,都不能正常工作。
问题2:若一楼断开,二、三楼接通。但两层楼 灯的数量不等(设二楼灯的数量为三层的 1/3 )结果如何?
分析
A
UC
1 380 5
76 V
R3 R2
4
B
UB 5 380 304 V C
结果:二楼灯泡上的电压超过额定电压, 灯泡被烧毁;三楼的灯不亮。
1:照明电路中各相负载不能保证完全对称,所以 绝对不能采用三相三相制供电,而且必须保证零 线可靠。
三相负载
如三相电动机
不对称三相负载: 不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载
电工学-第四章(三相交流电)PPT课件
.
46
影响触电危险程度的因素
3. 电流作用时间 电流对人体伤害同作用时间密切相关。可
以用电流与时间乘积(又称电击强度)来 表示电流对人体的危害。触电保护器的一 个主要指表就是额定断开时间与电流乘积 〈30mAs。实际产品可以达到3mAs,故 可有效地防止触电事故。
.
47
影响触电危险程度的因素
.
13
§4-2 三相负载的连接方式
三相负载——接在三相电源上的负载。
对称三相负载——各相负载相同的三相负载,如三相电动机、
大功率三相电路等。
不对称三相负载——各相负载不同,如三相照明电路中的负载。 L1 L2 L3 N
Z3
Z2
Z1
M
3~
.
Байду номын сангаас
14
三相负载也有两种接法:
L1
L1
Z
N L2
Z
Z
L2
L3
L3
4. 电流途经
如果电流不经人体脑、心、肺等重要部位, 除了电击强度较大时可能造成内部烧伤外, 一般不会危及生命。但如果电流流经上述 部位,就会造成严重后果。这是由于电击 会使神经系统麻痹而造成心脏停跳,呼吸 停止。例如,电流从一只手到另一只手, 或由手流到脚,就是这种情况。
.
48
影响触电危险程度的因素
拖动作匀速转动。 定子三相绕组切割 转子磁场而感应出 三相交流电动势。
L1 • L2' •
S
• L3'
2. 三相交流电动势的特点 L3
幅值相等 频率相同 相位差 = 120
.
N
L1'
L2
4
三相对称电动势的表达式
技校电工学第五版第四章 三相交流电路
第四章三相交流电路§4-1 三相交流电一、填空题(将正确答案填写在横线上)1.三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源、按一定方式的组合。
2.由三根线相和一根中线所组成的供电线路,称为三相四线制电网。
三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。
3.从三相电源始端引出的输电线称为相线或端线,俗称火线。
通常用黄、绿和红三种颜色导线表示;从中性点引出的输电线称为中性线,简称中线,一般用黄绿相间色导线表示。
4.三相四线制电网中,线电压是指相线与相线之间的电压,相电压是指相线与中性线之间的电压,这两种电压的数值关系是U L =3U P ,相位关系是线电压超前相电压30°。
5.目前民用建筑在配电布线时,常采用三相五线制供电,设有两根零线,一根是工作零线,另一根是保护零线。
二、判断题【正确的,在括号内画√;错误的,在括号内画×)1.对于三相交变电源,相电压一定小于线电压。
(√)*2.三相对称电源接成三相四线制,目的是向负载提供两种电压,在低压配电系统中,标准电压规定线电压为380V ,相电压为220V 。
(√)3.当三相负载越接近对称时,中线电流就越小。
(√)4.两根相线之间的电压叫做线电压。
(√)5.三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。
(×)三、选择题(将正确答案的序号填写在括号内)1.关于三相交流发电机的使用,下列说法正确的是(D )。
A .三相交流发电机发出的三相交流电,只能同时用于三相交变负载B .三相交流发电机不可当做3个单相交流发电机C .三相交流发电机必须是3根火线、一根中性线向外输电,任何情况下都不能少一根输电线D .如果三相负载完全相同,三相交流发电机也可以用3根线(都是火线)向外输电2.某三相对称电源相电压为380V ,则其线电压的最大值为(C )。
A .3802 VB .3803VC .3806VD .V 323803.已知对称三相电压中,V 相电压为u v =2202 sin(314t+π)V ,则按正序U相和W 相电压为(B )。
第四章 三相交流电 第五章 非正弦周期电流的电路 第六章 电路的暂态分析
iR
2
S 1
uR
U
u1
C u2
图6-1
二、换路定则
开关位置的变动,电路的接通,切断等统称为换路。
设t=0为换路瞬间,以t=0-表示换路前的终了瞬间,t=0+
表示换路后的初始瞬间。从t=0-到t=0+瞬间,电感元件中的电
流不能跃变,电容元件上的电压不能跃变,这称为换路定则,
用公式表示,即:
iL( 0 ) iL( 0 ) uC ( 0 ) uC ( 0 )
(6-1)
换路定则仅适用于换路瞬间,根据换路定则可以确定t=0+时
电路中电压和电流之值,即暂态过程的初始值。
三、初始值的确定 步骤如下:1.由t=0-的电路求出 iL( 0 )或uC ( 0 。)
2.根据式(6-1)及t=0+的电路,求出其他电
压和电流的初始值。
例6-1 对于图6-2的电路,试确定开关S闭合后的初始瞬
i
定状态,电源对C充电至uC=U,在t=0时S
t=0 1
R
uR
从2合到位置1,电容C即经R开始放电。 U
下面求 uc t
C
uC
(a)放电电路
根据克希荷夫电压定律及图6-5(a) 假 2 S
定电流方向,t≥0时的电路方程为
或
RiRC+duuCC dt
=0 uC
0
(6-2)
1
i放
R uR
uC
(b) t 0时刻,放电电流方向
性电路总的输出电流为 i i0 i1 i2
因此,计算非正弦周期信号激励下线性电路的响应,步骤如下: (1)将非正弦周期信号分解成傅里叶级数,从而得到直流及各
第四章 三相交流电路及其应用.ppt
所以有 相量图如图4-6所示。
U U U V U W 0
(4-7)
由于三相电压相量图和为零,在三角形回路中就不会有电流。 但如果一相绕组接反,导致三相绕组电压相量和不为零,而为 一相电压的两倍。由于发电机绕组阻抗小,三角形回路中将产 生很大的环流,给发电机绕组带来烧毁的危险。加之它只能输 出一种电压,所以在工程技术上,三相电源的三角形联结很少 使用,大量使用的是星形联结。
上一页 下一页 返接成三角形时,由于每相绕组直接跨接在两相线
之间,所以线电压等于相电压,即 U L U P
(4-6)
这种供电系统与星形联结相比,只有一种电压输出,由于发电 机为三12相0°绕,组任对意称两,相每电相压电的压相量UU和、与UV第、U三W相电数压值大相小等相,等相、位方差 向相反。
第四章 三相交流电路及其应用
4.1三相电源 4.2三相电路分析 4.3三相电路的功率 4.4发电、输电及工业企业配电 4.5安全用电
4.1三相电源
4.1.1三相对称电源的产生
三相交流电由三相交流发电机产生。图4-1是一台三相交流发电 机的示意图它主要由定子(磁极)和转子(电枢)组成。发电 机的转子绕组有U1—U2,V1—V2,W1—W2三个,每一个绕组称 为一相,各相绕组匝数相等、结构相同,它们在定子圆周上彼 此相隔120°。三相绕组的始端分别用U1、V1、W1表示,末端分 别用U2、V2、W2表示。这三相绕组分别称为U相绕组、V相绕组、 W相绕组。
因为相电压是对称的,所以线电压也是对称的,即各线电压之
间同的理相可位求差U也V都W、是U1W2U0°,。得从出该图UU可UVW以V 推出33UUUVUUV
2UU COS 30
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§4.2 三相交流电路的负载
threeAC) (Load of three-phase AC) 星形接法 负载有两种接法 三角形接法
3
本章要求: 本章要求: 1.掌握三相四线制电路中单相及三相负载 三相四线制电路中单相及三相负载 .掌握三相四线制 的正确联接。 的正确联接。 2.掌握相电压与线电压、相电流与线电流 相电压与线电压、 .掌握相电压与线电压 在对称三相电路中的相互关系。 在对称三相电路中的相互关系。 3.理解对称三相电路中电压、电流和功率 电压、 .理解对称三相电路中电压 的计算方法。 的计算方法。 4.了解不对称三相负载星形联接电路中线 .了解不对称三相负载星形联接电路中线 的作用。 的作用。
§4.2.1三相负载的星型联结(wye connection) 4.2.1三相负载的星型联结 三相负载的星型联结( ) §4.2.2三相负载的三角形联结(delta connection) 4.2.2三相负载的三角形联结 三相负载的三角形联结( )
§4.3 三相交流电路的功率(Power of three三相交流电路的功率( 交流电路的功率 phase ac) )
, u CA。
16
三相电源星形接法的两组电压 三相电源星形接法的两组电压
1)相电压:火线对零线间的电压。 )相电压:火线对零线间的电压。
A
uAN = eA uBN = eB uCN = eC
eceCeAFra bibliotekuANN
eB
ɺ UCN
120°
uBN uCN
120° 120°
B C
° ɺ U AN = U P 0 ° ɺ U BN = U P − 120 ° ɺ U CN = U P 120
A
(火线) 火线)
eA
Z X Y
(中线) N 中线)
e
eB
火线) B(火线) 火线) C (火线)
13
输 电 线 路
14
§4.1.2 三相电源的联结
threesource) (Connected of three-phase source) 星形联接(The 星形联接(The Y-connected)
u BN = U m sin(ωt − 120°)
uCN = U m sin (ωt + 120°)
uBC = uBN − uCN uCA = uCN − uAN
A
eA
Z X Y
uAN uAB
N
注意规定的 正方向
eC
eB
uBN uCN uBC
uCA
B C
18
The Y-connected of three-phase source Ythree-
12
§4.1.2 三相电源的联结
threesource) (Connected of three-phase source)
1. 星形 接法(the three-phase wye connection) 星形Y接法 接法( threeconnection)
连接方式 如图所示 三相四线 制供电 C
5
§4.1.1 三相交流电源的产生
(Produce of three-phase ac source) threesource)
在两磁极中间,放一个线圈。 在两磁极中间,放一个线圈。 让线圈以ω 的角速度顺时 针旋转。 针旋转。 ω
A
N
e
根据右手定则可知,线圈 根据右手定则可知, X S 中产生感应电动势 感应电动势, 中产生感应电动势,其方 向为由A→ 。 向为由 →X。 合理设计磁极形状,使磁通按正弦规律分布, 按正弦规律分布 合理设计磁极形状,使磁通按正弦规律分布, 单相交流电动势 线圈两端便可得到单相交流电动势。 线圈两端便可得到单相交流电动势。
N
eC
eB
uBN uCN uBC
uCA
B C
(火线) 火线) (火线) 火线)
中点N: 中点 :X、Y、Z的公共点(与大地相接时称地线) 的公共点(与大地相接时称地线)
相电压:火线与中线间的电压 相电压:火线与中线间的电压 u AN , u BN , u CN 。 线电压:火线与火线间的电压 线电压:火线与火线间的电压 u AB , u BC
ɺ UC ɺ UCA
ɺ UAB ɺ UA
ɺ UBC
ɺ −UB
3 2 UA
0
ɺ UAB
ɺ −UB
30
ɺ UB
120
ɺ UB
0
ɺ UA
线 电 压
ɺ ɺ ɺ U AB = U AN −UBN ɺ ɺ ɺ U = U −U
BC BN CN
线 电 压 也 对 称
ɺ ɺ ɺ UCA = UCN −U AN
ɺ ɺ U AB = 3U AN 30° ɺ ɺ U BC = 3U BN 30° ɺ ɺ UCA = 3UCN 30°
4
第4章 三相交流电路与供电
ThreeThree-phase alternating circuit and power supply
§4.1 三相交流电源(Three-phase ac source) 三相交流电源( ) 目前世界上电力系统的供电方式, 目前世界上电力系统的供电方式,绝大多数采 用的是三相制 三相制。 用的是三相制。 所谓三相制,是由三个频率、大小相同 相位不 所谓三相制,是由三个频率、大小相同,相位不 同的正弦交流电压源作为电源的供电体系。 正弦交流电压源作为电源的供电体系 同的正弦交流电压源作为电源的供电体系。简 三相交流电源。 称三相交流电源。 上一章讨论的单相正弦交流电路, 正弦交流电路 上一章讨论的单相正弦交流电路,可理解为三 正弦交流电路中的一相 中的一相。 相正弦交流电路中的一相。
UP代表电源相电压的有效值
ɺ UBN
ɺ U AN
17
三个相电压是对称的
The Y-connected of three-phase source Ythree相电压瞬时值表示式: )线电压: 相电压瞬时值表示式: 2)线电压:火线间的电压 设: u AN = U m sin ωt
uAB = uAN − uBN
Y • C × A • S N ×X
eA
• Z Em × B
eB
eC
ωt
240° 360° ° 0° 120° ° ° °
相序: 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 相序。 顺序,称为三相电源的相序。A-B-C 称为 相序。 正(顺)相序。
11
3.三相电动势的相量关系: 3.三相电动势的相量关系: 三相电动势的相量关系
1
第4章 三相交流电路与供电
Fourthly chapter three-phase alternating circuit and power supply
Begin
2
第4章 三相交流电路与供电
three(Fourthly chapter three-phase alternating circuit and power supply ) §4.1 三相交流电源(Three-phase ac source) 三相交流电源( ) §4.2 三相交流电路的负载(Load of three三相交流电路的负载( 交流电路的负载 phase ac) )
单相负载(如家用电器、 单相负载(如家用电器、实验 仪器、电灯等) 仪器、电灯等) 三相负载(如三相交流电动机、 三相负载(如三相交流电动机、 三相变压器等) 三相变压器等)
三个阻抗相同,工作时同时接入三相电源。 三个阻抗相同,工作时同时接入三相电源。
*工农业生产及生活用电多为三相四线制电源提
负载接入电源的原则, 供,负载接入电源的原则,应视其额定电压而 定。
ɺ UB
ɺ UBC
ɺ ɺ U AB = 3U AN 30° ɺ ɺ U BC = 3U BN 30° ɺ ɺ U CA = 3U CN 30°
U P = 220V; U l = 380V
20
2.三角形( 2.三角形(∆)联结 delta connection) 三角形 ( connection) The △-connected of three-phase source three有几种输出电压?
eAX = 2 E sin ω t
6
§4.1.1 三相交流电源的产生
(Produce of three-phase ac source) threesource) A → X B → Y C → Z 首端
A X
三相交流发电机的构造:定子、转子、机座。 三相交流发电机的构造:定子、转子、机座。
定子中所放三个线圈: 定子中所放三个线圈:
各相绕组中感应电动势的正方向 各相绕组中感应电动势的正方向 绕组
e X ×
e B Y ×
e
e C Z ×
e
A
9
1.三相电动势 1.三相电动势
(Three-phase electromotive force Threeforce)
eA = Em sin ωt
eC = Em sin (ωt + 120°)
定 子
C
+ -
S 转子
ω
B
N
X
磁通按正弦 磁通按正弦 规律分布
8
Produce of three-phase ac source (1)ω t=0时,A相绕组的感 时 相绕组的感 A S Y N C X e
三相交流发电 机结构示意图
Z ω B
应电动势达到最大。 电动势达到最大。 (2)ω t=120º时,B相绕组的 时 相绕组的 感应电动势达到最大 电动势达到最大。 感应电动势达到最大。 (3)ω t=240º时,C相绕组的 时 相绕组的 感应电动势达到最大 电动势达到最大。 感应电动势达到最大。