第5章 三相电路 电工学课件(上)

e C uA
uC Z X Y
N（中线）或（零线）
uB
B（火线）
C（火线） 三相四线制供电方式
三相电源Y接时可向负载提供两种电压
相电压UP 线电压Ul
相电压：火线对零线间的电压。
u AN u A u BN u B
e C uA
uC Z X Y
u CN u C
uB
A
u AN
N
uCN uBN
B
UCN 120°
称为三相三线制。
eC uA
A
uC
uB
B
C
Z
Z
Z
应用实例--照明电路
正确接法:每组灯相 A
互并联,然后分别接
至各相电压上。设
电源电压为：
N
Ul UP
380220V
B
若三相不对 称，能否去
掉中线？
一组
...
二组
三组
C
当有中线时，每组灯的数量可以相等也可以不等， 但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。
如果中线断开，设又发生A相 短路，此时B、C相都会与短 接线构成通路，两相端电压 均为线电压380V，因此B、C 相由于超过额定值而烧损。
由此可得，中线的 作用是使Y接不对称三 相负载的端电压保持对 称。
* 三相四线制Y接电路中，中线不允许断开！
关于零线的结论
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。比如， 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。
IC
IA IAB （ ICA）
-IBC
30
IB IBC （ IAB） -IAB
30
IC ICA （ IBC） IB
30
-ICA
IA
由相量图可看出：
电流相量图
三相电源对称、三相Δ接负载也对称的情况下，三相 负载中的相电流iAB、iBC、iCA也是对称的，火线上通过的 三个线电流iA、iB、iC也对称。
第5章 三 相 电 路
5.1 三相电压 5.2 三相负载的联结方式 5.3 三相电路的功率
u
uA
uB
uC
ωt
0
T
对称三相交流电波形图
对称三相交流电 的特征
UC
120°
120°
UA 120°
UB
对称三相电压相量图
大小相等，频率相同，相位互差120º。
2. 三相电源的星形（Y）连接方式
A（火线）
Z
B
iB iABZ iBC
uBC iC
相电流
C
各相负载中通过的电流分别为： I AB U Z A AB ； BI BC U Z B BC C ； I CA U Z C CA A
IA IAB ICA
各线电流与相电流的关系为： IB IBC IAB
IC ICA IBC
线、相电流关系式为：
5.2 三相负载的联结方式
负载有两种接法:
A
Z
N
Z
B
Z
Cຫໍສະໝຸດ Baidu
三相负载的一端连在一起与零 线相接；另一端分别与火线相 接的方式称为：
星形接法
A
Z
Z
B
Z
C
三相负载的首尾相连成一 个闭环，然后与三根火线 相接的方式称为：
三角形接法
1.负载的Y形连接: A
线电流
相电流
Y接负载的端电压等于电源相电压；
负载中通过的电流称为相电流IP； N
中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相 等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允 许接保险丝也不允许接刀闸。
2.负载的Δ形连接:
iA 线电流
A
iCA
Δ接负载的端电压等于电源线电压；
火线上通过的电流称为线电流Il； 负载中通过的电流称为相电流IP；
接时U ： l Up
uAB uCA Z
相负载电流也是对称的，此时中线电流为零。
例：电源线电压为380V，三相对称负载Y接，Z=3+j4Ω,求：
各相负载中的电流及中线电流。
解：
Up
Ul 38022V 0 33
设 UA22 00V
U B22012V 0 U C22 0120 V
Z3j45 5.1 3
IA
UA Z
2200 553.1
120°
UA 120° N
C
UAN U P 0 UBN U P 120 UCN U P 120
UBN UP相量图
三个相电压是对称的
线电压：火线对火线间的电压。
注意规定的正方向
A
UAB 3UAN30 Ul30 UBC 3UBN30Ul90
u UCA 3UCN30Ul150 C
三个线电压也是对称的，
4453.1A
根据对称关系可得：
I B4 417.13A I C4466.9A I NI AI BI C0
由此例可得，对称 三相电路的计算可归结 为一相电路计算，其它 两相根据对称关系可直 接写出。
问题及讨论 负载对称时 (ZAZBZCZ)
I NI AI BI C0
中线是否可以 去掉？
答： Y形连接三相完全对称时，零线可以取消。
e C uA
ZX
Y
u AB
u CA
N
且超前与其相对应的相电 压30°电角。
UC
A
-UA
N
-
30 UBN
30
UAB
- 30
UCN
uB
B
uBC C
•
•
•
•
•
UABUANUBN UAN(UBN)
•
•
•
•
•
UBC UBNUCN UBN(UCN)
•
•
•
•
•
UCA UCNUAN UCN(UAN)
UBC Ul相量图
相、线电压关系式
线电压与相电压的通用关系表达式：
U l 3U p 30
在日常生活与工农业生产中，多数用户的 电压等级为:
U l38 V 、 0U P22 V0 U l22 V 、 0U P12 V7
三相电源绕组还可以连接成三角形，但电 源绕组三角形接时只能向负载提供一种电压：
电源线电压Ul=绕组的感应电压UP。
分析 如果三相照明电路的中线因故断开，当发生一相灯负
载全部断开时或一相发生短路，电路会出现什么情况？
如果中线断开，设A相灯负载 又全部断开，此时B、C两相构成 串联，其端电压为电源线电压 380V。
若B、C相对称，各相端电压 为190V，均低于额定值220V而不 能正常工作；若B、C相不对称， 则负载多（电阻小）的一相分压 少而不能正常发光，负载少（电 阻大）的一相分压多则易烧损。
中线上通过的电流称为中线电流IN； B
火线上通过的电流称为线电流Il；
Y接时I ： l Ip
C
uA uB
中线电流
iN
iB uC
Z Z
iA
Z
iC
各相负载中通过的电流分别为：
中线电流： I NI AI BI C
I AU Z A A； I BU Z B B； I CU Z C C
显然
三相电源对称、三相Y接负载也对称的情况下，三
由相量图还可看出，在三相对称情况下，线电流是相 电流的1.732倍，相位滞后与其相对应的相电流30°。