4,第四章 三相交流电路(基)

Ew
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120°
Ev
三相对称电动势的相量图
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第二节
星形联接(Y联接) (Y联接 一. 星形联接(Y联接) 定义: 1. 定义:
三相电源的联接
1).中性点: 三相电源线圈的三个末端U 联在一起, 中性点” 1).中性点: 三相电源线圈的三个末端U2,V2,W2联在一起,称“中性点”. 中性点 2).中性线: 从中性点用导线引出的线叫“中性线”. 2).中性线: 从中性点用导线引出的线叫“中性线” 中性线 3).相 从线圈三个首端U1,V1,W1分别引出三根导线称为“相线” U1,V1,W1分别引出三根导线称为 3).相 线: 从线圈三个首端U1,V1,W1分别引出三根导线称为“相线”,也 叫火线” 叫火线”. 4).零 线: 将中性线接地,并从中性点引出的线叫“零线”,也叫“地线”. 将中性线接地,并从中性点引出的线叫“零线” 也叫“地线” 4).零
0.866Em Em 最大 值
俭
任何时间三相 电压或电流值 的代数和为零
T 3
T 3
三相对称电动势的波形图
相位差T/3 或120°
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Szpt.ctc.hncz 三相的最大值相等，频率相同，相位彼此相差120 120° 对称正弦波. 2. 三相的最大值相等，频率相同，相位彼此相差120°,为三相 对称正弦波.
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二.
三角形联接
1).电源的三角形联接: 1).电源的三角形联接: 电源的三角形联接 把三相电源的三个线圈, 把三相电源的三个线圈, 以一线圈的末端和相邻相线圈的首端按 顺序联接起来, 形成三角形回路, 顺序联接起来, 形成三角形回路, 再从三个联接点引出三根导线与 负载相连, 这三根导线称为“相线” 也叫“火线” 负载相连, 这三根导线称为“相线”,也叫“火线”.
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A •
A.定子中放三个线圈： A.定子中放三个线圈： 定子中放三个线圈
Y C
•
S
ω
Z
•
定子
Ａ → B → C →
首端
X Y Z
末端
B
转子
N X
eu ev ew
2 π
B.三线圈空间位置各差120 B.三线圈空间位置各差120o 三线圈空间位置各差 转子装有磁极并以ω 的 速度旋转。 速度旋转。三个线圈中便 产生三个单相电动势。 产生三个单相电动势。
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第四章 三相交流电路
陈铁俭
俭
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电力工程上几乎都采用三相四线制。三相交流供电系统在 电力工程上几乎都采用三相四线制。 发电、输电和配电方面都具有很多优点，因此在生产和生活中 发电、输电和配电方面都具有很多优点， 得到了极其广泛的应用。 得到了极其广泛的应用。 学习本章要求 1.理解对称三相交流电的概念； 1.理解对称三相交流电的概念； 理解对称三相交流电的概念 2.熟悉三相电路中相、线电压电流的关系； 2.熟悉三相电路中相、线电压电流的关系； 熟悉三相电路中相 3.掌握对称三相电路的分析和计算方法； 3.掌握对称三相电路的分析和计算方法； 掌握对称三相电路的分析和计算方法 4.重点理解中线的作用； 4.重点理解中线的作用； 重点理解中线的作用 5.了解不对称三相电路的简单分析方法。 5.了解不对称三相电路的简单分析方法。 了解不对称三相电路的简单分析方法
俭
V W
百度文库
Iv
V1
负载的星形联接(三相三线制) 负载的星形联接(三相三线制)
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单相电动势产生演示
e
Em t=0
-Em
e1
t1
单相正弦波形图
t2 t3 t4
e0
e2
e4 e3
t=1时, 磁 时 t=4时 时 场旋转了 t=0时 旋转360° 旋转 时o° t=2时 t=3时 90° 0 ° ϕ= 回到原点 磁场旋 磁场旋转 ϕ 270° = 90 o t ω 了转了 ϕ = 0o° 0o 90o ϕϕ== ° 180°
相电压（Uф3). 相电压（Uф- 一相绕
组上的电压）： 组上的电压）：
W1 V2
W2
U1
U E1
U2
E3
Uuv Uwu V Uvw W
电源的三角形联接
U L = Uφ
即: 线电压 = 相电压
E2
V1
4).结论: 4).结论: 结论
电源三角形联接时, 电源三角形联接时,
线电压等于相电压. 线电压等于相电压.
N ω A X S e
A→X。
D).合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单 D).合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单 合理设计磁极形状 交流电动势。其瞬时值按下式计算. 相交流电动势。其瞬时值按下式计算.
e AX =
俭
2 E sin ω t
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U1
U Uu
电源三 相绕组
W1
E1 E3
W2 U2 V2
中性点引 出的零线
Uuv Uuw Uu Uu
N V W
E2
V1
中性点
俭
Uvw
电源的星形联接
电源三 相引出
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2. 线电压 相电压的关系 线电压,相电压的关系 相电压的关系:
从相量图中得知: 线电压Uuv Uuv与 1).∵ 从相量图中得知: 线电压Uuv与 相电压U,V二相是等腰三角形的关系. 相电压U,V二相是等腰三角形的关系. U,V二相是等腰三角形的关系 ∴
俭
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第一节
三相交流电动势
输电
一．三相交流电的产生与应用过程： 三相交流电的产生与应用过程：
发电 输电
降压 降压 用户 升压
用户 自备发电
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配电
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1. 三相电动势的产生
1). 单相电动势的产生 A).在两磁极中间，放一个线圈。 A).在两磁极中间，放一个线圈。 在两磁极中间 B).让线圈以 B).让线圈以 ω 的速度顺时针 旋转。 旋转。 C).根据右手定则可知，线圈中 C).根据右手定则可知， 根据右手定则可知 产生感应电动势， 产生感应电动势，其方向由
N
a
x
S
旋转360°后,又 ° 又 旋转 从t=0开始 开始 各时段线圈中产生电动势方向
N N N
单相发电机模型
N
a
a x
S t=0时 Uax=0,φ=0°
x
S
x a
S t=2时 Uax=0,φ=180
x
a
S t=3时 Uax=e3,φ=270°
t=1时 Uax=e1,φ=90
°
俭
°
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W2 U1
1.定义: 1.定义: 定义
U E1
U2
E3
W1 V2
Uuv Uwu V Uvw W
电源的三角形联接
E2
V1
俭
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2).线电压: 2).线电压: 线电压
两相线间的电压（UV，VW，WU） 两相线间的电压（UV，VW，WU）.
U L = 380V
俭
0.866Em
0
0.866Em T 3
π
T 3
t ω
三相对称电动势的波形图
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三相电动势产生演示
U1
W2
S
0.866Em
eu
ev
ew
2 π
V2
V1
N
0
0.866Em T 3
π
T 3
t ω
W1
U2
三相对称电动势的波形图
俭
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Eu
120 °
360°范围内出现的先后顺序, 在360°范围内出现的先后顺序, 用 U-V-W表示; 至于哪相定为U相没关 表示; 至于哪相定为U 相一经确定, 系, 但U相一经确定, 后两相也就确 且相继滞后120 120° 定. 且相继滞后120°.
俭
120 120 120 120 ° ° ° °
3. 星形联接的特点： 星形联接的特点：
相电流， 1). 线电流 = 相电流， 即:
流过一相火线 上的线电流
流过一相负 载的相电流
U1
I L = IΦ
3
相电压
U Iu
线电压 UL
相电压
•
2). 线电压 = 即:
Iu
Uϕ
U L = 3U Φ
Iw Iv
Iw
W1
4. 三相三线制 三相三线制:
当三相负载对称时（ 当三相负载对称时（各相负 载相等，阻抗角相等), 载相等，阻抗角相等), 任何瞬 间三线电流的总和为零， 间三线电流的总和为零，中性线 中没电流（ 中没电流（因而三相负载电路省 去中线， 去中线，采 用三相三线制
俭
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第三节 三相电路中负载的联接 一. 星形联接的负载
两种制式: 1. 两种制式: 1).三相四线制(有中性线) 1).三相四线制(有中性线) 三相四线制 2).三相三线制(无中性线) 2).三相三线制(无中性线) 三相三线制 2. 定义: 定义: 1).线电流： 1).线电流： 线电流 相线中流过的电流. 相线中流过的电流. IU、IV、IW表示 用IU、IV、IW表示 2).相电流： 2).相电流： 相电流
cos 30
o
-Uw Uvw Uv Uu
0 0 0 30
30
在右下图△abo中 在右下图△abo中,
bo = = Uu 3 2
-Uv
30
Uwu -Uu
Uuv
Uw
相量图
3 bo = Uu × 2 又 Q Uu = Uv , bo = cd Uuv = 2 bo ∴ Uuv = 2 × Uu × cos 30 3 = 2 × Uu × 2 = 3 Uu
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二．三相交流电的特点： 三相交流电的特点：
输送、使用方便，经济, 供电质量稳定,波动性小. 1. 输送、使用方便，经济, 供电质量稳定,波动性小. 三相对 称波形
最大 值 Em 0.866Em 有效值 0.866Em
0
E
eu
ev
π
ew
2π
ωt
时间轴:用 周期T或角 速度表示
eu
Em
ev
ew
Ew Eu
Ev
t1=1/2π
例：当t=1/2π时. t=1/2π
3. 三相对称电动势瞬时值 恒等于零. 恒等于零.
eu + ev + ew = 0
俭
1 1 EMU + (− EMV) + (− EMW) 2 2 =0
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二．用解析式表达的三相交流电动势： 用解析式表达的三相交流电动势：
eu = Em sin ωt
e v = E m sin( ω t − 120 )
o
e w = E m sin( ωt + 120 )
o
三. 相序: 相序: 相序是三相电动势最大值或零值
表达式描述了: 表达式描述了: 1.任一时间三相的瞬时值. 1.任一时间三相的瞬时值. 任一时间三相的瞬时值 2.最大值 最大值Em, 2.最大值Em, 3.相位角 相位角( 3.相位角(ωt+120), 4.各相初相位 (U相初相 各相初相位￠ 4.各相初相位￠(U相初相 角为0). 角为0).
电源星形联接时,线电压为相电压的 电源星形联接时,
3 倍
3).线电压: 3).线电压: 线电压 有效值: 有效值: 4).相电压: 4).相电压: 相电压 有效值: 有效值:
俭
两相线(火线)间的电压. 两相线(火线)间的电压. Uuv = Uuw = Uvw = 380V 相线与零线间的电压. 相线与零线间的电压. Uu = Uv = Uw = 220V
俭
o
Uvw Uv 30° ° Uv c Uuv
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a Uu o b Uu Uwu
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2). 三相电源星形接法的两组电压 线电压和相电压的关系： 线电压和相电压的关系：
• • •
U UV = U U + U V U VW = U V + U W U WU = U W + U U
N V Uvw U Uu Uuv Uwu Uw Uv Iw Iw Iv
负载的星形联接(三相四线制) 负载的星形联接(三相四线制)
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W1
三相四线 电源
三相负 载
U1
Iu
Iu
Iv
V1
每相负载中流过的电流. 每相负载中流过的电流. W Iф表示 表示. 用Iф表示.
俭
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图
俭
•
•
•
•
•
•
三相电源各电压相量之间的关系
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同理: 同理: 即: 式中: 式中: 结论: 结论:
Uvw =
3 Uv ; Uwu =
3 Uw
U L = 3U φ
U L － 线电压, U φ 线电压,
或1.732倍. 1.732倍 相电压(V). — 相电压(V).