《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
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
章目录 节首页 上一页 下一页
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
章目录 节首页 上一页 下一页
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
章目录 节首页 上一页 下一页
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
章目录 节首页 上一页 下一页
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
UV ZV
UP 120
ZV V
UP ZV
120 V
I
W
UW ZW
UP 120
ZW W
UP ZW
120 W
第4章 三相交流电路
教学目标
1. 了解三相电产生原理，理解三相电对称性特点。 2. 理解对称三相负载星形联结和三角形联结时线 电压与相电压、线电流与相电流关系。 3. 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载连 接方法，了解中性线作用。 4. 掌握对称三相电路电压、电流及功率计算。 5. 了解安全用电重要性及注意事项。
线电压
UUV U L 30 UVW U L 90
UWU U L 150
UL 3UP
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
负载对称时，只需计算一 相电流，其他两相电流可根据 对称性直接写出。
中性线电流
根据相量形式的欧姆定律
IU
UU ZU
UP ZU
0
U
UP 0
Z
IP
I&N I UI VI W
0A
IV IU 120 IP 120 负载对称时,中性线可省掉
(c)感生电流
(d) U相电压的波形图
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
u uU uv uw
O 120°• 240•° 360•°
t
(a)对称三相电源的波形图
(b)对称三相电源的相量图
对称三相电源的特点:瞬时值之和为0
即 uU uV uW 0
或 UU UV UW 0
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
2.线电压与相电压关系
UU
U UV
设UU UP 0 ， 则 UV UP 120 相电压
UV
U WU
UW UP 120
U W U VW
相电压 线电压
根据KVL定律 U L UUV UU UV 3U P 30
电源Y形联结时，线电压是相电 UVW UV UW 3U P 90
IW
UW RW
220 120 20 0
A
11
120 A
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
⑵U相短路，中性线又未断开时，由于短路电流极大，将U相中 熔断器熔断，因此U相中无电流流过。V相和W相未受影响，即
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
U
UU ZU
UL 3UP IL IP
4)中性线电流
I&N I U I V I W
IV
UV ZV
IW UW ZW
负载Y联接带中性线时,可将各相分别看作单相电路计算。
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
求： ⑴ 负载相电压、相电流及中性线电流； ⑵ U相短路而中性线未断开时各相负载的相电压和相电流； ⑶ U相短路而中性线又断开时各相负载的相电压和相电流； ⑷ U相断开而中性线未断开时各相负载的相电压和相电流； ⑸ U相断开而中性线又断开时各相负载的相电压和相电流。
节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路
第一节 三相电源 第二节 三相负载的联结 第三节 三相功率 第四节 安全用电
第4章 三相交流电路
思政引例 不畏浮云遮望眼， 自缭身在最高层。
——王安石
章目录 上一页 下一页
思政引例
自从19世纪末俄罗斯学者多利沃多布罗沃利斯 基始创三相电以来，三相电路就一直占据着交流电 力系统大部分领域。
如由单相负载组成的三相负载
2.三相负载的联结方法: 星形和三角形接法
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
3.三相负载联接原则:电源提供的电压=负载额定电压 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
电源 保险丝
A B C N
三相四线制 380/220V
额定相电压为 额定线电压为 220V的单相负载 380V的三相负载
在生产和生活中，会发现采用三相四线制供电 的同一栋楼内的灯有某一层或几层彻底熄灭，其他 层灯却能正常工作。有时会发现某几层的灯突然暗 下来，其他层灯能够正常工作。有时还会发现某几 层的灯彻底熄灭，而另外几层的灯均暗下来等不正 常的现象。发生故障的原因是什么？如何解决？ 。
相比于工业和民用供电系统，飞机对于发电设备的 重量、体积、结构、效率及电动机启动、力矩、可靠性 等有更高要求，因此交流供电系统飞机目前基本上都采 用三相制。本章介绍三相电源的星形和三角形联结出发， 引出相线、中性线、相电压和线电压概念，导出相电压 和线电压关系。由于负载有对称和不对称之分，分析三 相三线制和三相四线制接法，介绍三相交流电分析方法； 最后介绍安全用电基本知识，为理解电能产生、传输、 变换和安全使用打下基础。
+
U NN
-
IU
UU
I V U U
U V I W U V
UW
U U
U NN
根据结点电压法可得
根据KVL可得
UU UV UW
U NN
ZU ZV ห้องสมุดไป่ตู้W 11 1
ZU Z V Z W
章目录
I&U
U& NN U& U ZU
I&V
U& NN U& V ZV
I&W
U& NN U& W ZW
三、三相电源三角形联结 由图可得
U UV UU
U VW U V
U WU U W
结论 三角形联结的三相电源，其线电压等于相应的相电压。
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
UU ZL Z
220 0 A (1 j1) (6 j8)
UU
220 0 A 11.4 52.1
＋
U UN
－
19.3 52.1A
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
U相负载相电压为
UUN IUNZ 19.3 52.1 (6 j8)V 193 1V
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
二、三相电源星形联结
1. 联结方式
UU
U UV
UV
UW
U WU
U VW
相电压 线电压
相线(端线、火线) 中性线(零线、地线)
相电压：相线与中性线之间的电压 UU UV UW Up 线电压：相线与相线之间的电压 UUV UVW UWU U L
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
这组电压可用三个电压源 uU、uV 、uW 表示。
其瞬时值表达式如下
uU Um sin( t) 2U sin( t)
uV Um sin( t 120 ) 2U sin( t 120 )
uW Um sin( t 120 ) 2U sin( t 120 )
第4章 三相交流电路——三相电源
一、三相电源产生
4.1 三相电源
三相绕组所产生的三个电压
定子
具有三个特征：最大值相等,频率 相同,相位依次互差120°。
转子
对称三相电压
工作原理: 动磁生电
三相交流发电机示意图
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
相序 三相电源中每相电压依次出现正幅值的顺序 正序（顺序） U V W 负序（逆序） U W V
供电系统三相交流电的相序为顺序。 任意两相序对调，就变成负序或逆序。若无特别说 明，三相电源均指正序。
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
章目录 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
4.2 三相负载的联结
一、三相负载
1.分类
三相负载 需三相电源同时供电，如三相电动机等 负载
单相负载 只需一相电源供电，如家用电器等
三相负载
对称三相负载 满足ZA=ZB= ZC，如三相电动机 不对称三相负载 不满足 ZA =ZB = ZC
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
二、负载的星形联结
1. 联结形式 三相四线制 三相三线制 a.三相四线制
相电流 流过每相负载的电流
线电流
特点 线电流=相电流
流过端线的电流
IU、IV、IW
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
(1)负载三相四线制联结三相电路计算
每相阻抗 Z 6 j8 ,电源线电压有效值为380V,求负载各相电流
、每条端线中的电流，负载各相电压。
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
[解]
由已知 UL
380V，得 U P
UL 3
380 V 3
220V
由于负载对称，所以可以单独计算一相。一相电路如
图所示。
I UN
相量表示
UU
Um 2
UV
Um 2
UW
Um 2
0 U 0
120 U 120 120 U 120
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
转子从竖直位置顺时针旋转,U相绕组输出电压的产生过程
定子
U1
U1
转子
(a) 三相交流发电机示意图
u
uU
O
360•° t
U2
(b) 动磁场
U2
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
(3)对称负载三相四线制联结三相电路计算 设 U U UP 0 则 UV UP 120 UW UP 120 ZU ZV ZW
ZU ZV ZW Z
U V W
由于三相电源是对称的，联接的三相负载也是对称的， 因此三相电流也是对称的。
IU IUN 19.3 52.1 A 根据对称性，有
UVN 193 119 V
IV IVN 19.3 172.1 A
UU
UWN 193 121 V
IW IWN 19.3 67.9 A
＋
U UN
－
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相负载的联结
[例题] 图示所示，电源电压对称，相电压UP 220V，负载为 电灯组，电灯的额定电压为220伏。其电阻分别为RU 5 , RV 10 , RW 20 。
压的 3 倍，且超前相应的相电压
30°，三相线电压也是对称的。
UWU UW UU 3U P 150
线电压
章目录 节首页 上一页 下一页
第4章 三相交流电路——三相电源
相量图
U U U WU
UW
UV
30°
UU
U W
U VW
三相电源星形联结相量图
U UV
U V
相电压 U&U U P 0° U&V U P 120° U& W U P 120°