电路课件 第十一章(第五版 邱关源 高等教育出版社)

+
ZN
IN
UAN A –
UBN
–
UN′ N
Zl
A'
U′B' Z I A'′ AB
UA'B' ,UB'C' ,UC' A'
UCN C UBC –
+
+
B UAB
Zl
UCA
B'
Zl
U′′ I BBC′ ′C C'
U A′ I C′′ C′A Z
线电流: 线电流: (4) 相电压(流):每相的 相电压( ):每相的 Z 电压( 电压(流)U , U , U AN CN BN
A
UC +
–
结论: 结论:
–
Z – +
UA
X
IB
UCA
B
UB IC UBC
Y C
即线电压等于对应的相电压. 即线电压等于对应的相电压.
15
注意
关于连接电源需要强调一点:始端末端要依次相连. 关于连接电源需要强调一点:始端末端要依次相连. 电源需要强调一点
正确接法
UA
UC
UA+ UB + UC = 0
+
: I A′B′ , IB′C′ , IC′A′
Y : UA' N' ,UB' N' ,UC' N' ' : U ' ' ,U ' ' ,U ' 10
AB BC CA
§11-2 线电压(电流)与相电压(电流)的关系 线电压(电流)与相电压(电流)
以下关于线电压( 以下关于线电压(流)和相电压(流)的关系适用于 和相电压( 对称星型和三角型连接的电源和负载 星型和三角型连接的电源和负载. 对称星型和三角型连接的电源和负载. Y连接 一. Y连接 1,线电压与相电压的关系 ,
Y Y △ Y △ △
负载
电源
负载
当组成三相电路的电源和负载都对称时,称对称三相电路. 当组成三相电路的电源和负载都对称时,称对称三相电路.
8
N –
UA N A – U
BN
Zl Zl Zl ZN
A' B' C'
Z 三相四线制 Z Z N'
+ +
B
+
UCN C –
Y
三相三线制
Y
UA N A – U
V
17
2,线电流与相电流的关系
IA
A' B'
IA =
I A'B'
- I C'A'
IB
IC
I A′′ B
Z
I C′′ A
Z
IB =
I B'C' - I A'B'
IC =
I C' A' - I B'C'
I B′′ C
Z
C'
IC
I C'A' I A'B'
IB
I B'C'
IA
18
或:
=
UA′′ 3UA′′ N N IA = = Z/3 Z
2
Z
ω
B
通常由三相同步发电机 产生, 产生 , 三相绕组在空间互差 120° , 当转 子以均 匀角速 ° 转动时, 度 ω 转动时 , 在三相绕组中 产生感应电压, 产生感应电压 , 从而形成对 称三相电源. 称三相电源.
1. 瞬时值表达式 A + uA – X 2. 波形图 uB – Y u B + uC – Z uA uB C +
线电流相位滞后对应相电流 滞后对应相电 (2) 线电流相位滞后对应相电流30 .
o
N'
IC
C'
19
§11-3 对称三相电路的计算
对称三相电路由于电源对称,负载对称,线路对称, 对称三相电路由于电源对称,负载对称,线路对称,因 而可以引入一特殊的计算方法. 而可以引入一特殊的计算方法. Y– 一. Y–Y连接
A'
ZA ZB ZC
A' ZAB B' ZBC C' ZCA
B' C' N'
星形连接
三角形连接 称三相对称负载
7
当 ZA = ZB = ZC , ZAB = ZBC = ZCA
四. 三相电路
三相电路就是由对称三相电源和三相负载连接起来所 组成的系统.工程上根据实际需要可以组成: 组成的系统.工程上根据实际需要可以组成: 电源
为对称电压
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UAN A –
N –
IA
计算电流: 计算电流: Zl
A' B' C'
Z Z Z N'
UBN
+
UCN C I C Zl –
+
中线的电流为: 中线的电流为:
I N = I A + IB + IC IN = - (I A + IB + IC ) = 0
为对称电流 所以在对称Y 三相电路中,中线如同开路. 所以在对称Y-Y三相电路中,中线如同开路.
23
×
+
B
I B Zl
UA IA = , Z + Zl
IN
UB IB = , Z + Zl
ZN
UN′ N
UC IC = Z + Zl
结论: 结论: 1. UN'N=0,电源中点与负载中点等电位.有无中线对电路 ,电源中点与负载中点等电位. 情况没有影响. 情况没有影响. 2. 对称情况下,各相电压,电流都是对称的, 对称情况下,各相电压,电流都是对称的,可采用一相 (A相)等效电路计算.其它两相的电压,电流可按对 相 等效电路计算.其它两相的电压, 称关系直接写出. 称关系直接写出. IA UAN Zl Z A' A – N' N
UB= U∠-120 = α2UA
o
UC
120° ° 120° ° 120° °
UA
UC= U∠ o = αUA 120
α = 1 120° ∠
单位相量算子
UB
UA +UB
4. 对称三相电源的特点
UA+ UB+ UC = 0
uA + uB + uC = 0
4
二.三相电源的连接
星形连接( 连接 连接) 1. 星形连接(Y连接) 把三个绕组末端 X, Y, Z 接在一起,把始端 A,B,C 引出来 , , 接在一起, , ,
X Y – – –
UA
+
A
UB
+
UAB UCA
B C
设 UAN = UA= U∠0
o
UBN= UB = U∠ 120 UCN = UC = U∠120o
o
Z
UC
UBC
+ +
N
UA = UAN - UBN= U∠ o - U∠-120o = 3U∠ o 0 30 B
U C = U N - U = U∠-120o -U∠ o = 3U∠- 90o 120 CN B B
UAN A I A Z l –
N
A' B' C'
Z Z Z N'
设 UA= U∠0
°
UBN
–
UCN C –
+
+
B
I B Zl IC Z l
UB= U∠ 120o UC = U∠120o Z =| Z | ∠φ
+
IN
ZN
UN′ N
20
点为参考点, 点列写结点方程: 以N点为参考点,对N '点列写结点方程: 点为参考点
IA
A' B'
3(UA′B′
3)∠- 30 Z
0
IB IC
I A′′ B
Z
I C′′ A
Z
UA′B′ ∠- 300 = 3 Z
I B′′ C
Z
C'
结论: 结论:
∠ = 3I A′′ - 300 B
A'
IA
Z/3 Z/3 Z/3
△连接的对称电路: 连接的对称电路:
IB
B'
(1) 线电流大小等于相电流 3倍 , 的 即Il = 3I p .
UAN A I A Z l –
N
A' B' C'
Z Z Z N'
UBN
–
UCN C –
+
1 3 1 1 1 ( + )U N′ = UA + UB + UC N ZN Z + Zl Z + Zl Z + Zl Z + Zl
1 3 1 ( + )UN′N = (UA + UB + UC ) = 0 Z Z + Zl Z + Zl
X Y
–
UA
+
IA
A
IA
A'
Z Z Z
–
UB
IB
B
IB
B'
Z
–
UC
+ + +
IC
C C'
IC
N'
N
结论: 结论:
星型连接时,线电流等于相电流. 星型连接时,线电流等于相电流.
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二. 连接
设 UA= U∠0o
1,线电压与相电压的关系 ,
IA
+
UB = U∠ 120o UC = U∠120o UA = UA= U∠0o B U C = U = U∠ 120o B B UCA= UC = U∠120o
–
Zl Zl Zl
A' Z B' Z C' Z
BN
UC N C –
+
+
B
Y
△
+
9
UAN A –
N –
UBN
+
B UAB
Zl I A A' UA'B' Zl I B B' Z
UCA
UA' N' Z
名词介绍: 名词介绍:
UCN C UBC –
+
Zl
IC
C'
Z
(1)端线 火线 :AA', 端线(火线 端线 火线): BB ' , CC ' 连线 连线; N' (2) 中线 中性点 中线:中性点 中性点N-N'连线 连线 中线电流( 中线电流(压): (3) 线电压:端线与端线 线电压: 之间的电压: 之间的电压 UAB, UBC, UCA
三个绕组始末端顺序相接. 三个绕组始末端顺序相接.
Z
UC
C Y –
A
A
+
A
C
三角形连接的对称三相电源没有中点. 三角形连接的对称三相电源没有中点.
–
UB
B
+
X +
B
UC +
–
UA
Z –
UA
X B
UB
Y C
6
三. 三相负载及其连接
三相电路的负载由三部分组成, 三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分叫做一 相负载,三相负载也有星型和三角形二种连接方式. 相负载,三相负载也有星型和三角形二种连接方式.
A + – Y X Z C A X Y N B – – –
UA
+
A B C N
UA
UB
+
UC
UB
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B C
Z
UC
X, Y, Z 接在一起的点称为Y连接对称三相电源的中性点, 接在一起的点称为 连接对称三相电源的中性点, 连接对称三相电源的中性点 表示. 用N表示. 表示
5
+
三角形连接( 连接) 2. 三角形连接(连接)
+
3. Y形连接对称三相负载,其相,线电压和电流的关系: 形连接对称三相负载,其相,线电压和电流的关系: 形连接对称三相负载
+
B
I B Zl IC Z l
IN
+
ZN
UN′ N
∴ UN′N = 0
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UAN A I A Z l –
N –
A' B' C'
Z Z Z N'
UBN
+
UCN C I C Zl –
+
+
B
I B Zl
IN
ZN
UN′ N
UAN′ UA = U∠ ° = 0 UBN′ UB = U∠-120o = UCN′ UC = U∠ o = 120
(2) 线电压大小等于相电压 3倍 即Ul = 3U p . , 的
线电压相位领先对应相电压30 (3) 线电压相位领先对应相电压30o. 所谓的"对应":对应相电压用线电压的第一个下标 所谓的"对应" 字母标出. 字母标出. UAB →UAN
U C → UBN B UCA→UCN
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2,线电流与相电流的关系
UCA= U - U N= U∠ o - U∠ o = 3U∠ o 120 0 150 A CN
11
利用相量图得到相电压和线电压之间的关系: 利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:
UCN
U BC
UCA UAN UAB
UCN UCA
30o 30
o
UBN
UAB
UAN
UBN 一般表示为: 一般表示为:
uA (t ) = 2U cosωt uB (t ) = 2U cos(ωt 120o ) o uC(t ) = 2U cos(ωt + 120 )
A,B,C 三端称为始端, , , 三端称为始端, X,Y,Z 三端称为末端. , , 三端称为末端. uC
O
ωt
3
3. 相量表示
UA= U∠ o 0
I
I =0 , 连接电源中不会产生环流. 连接电源中不会产生环流. 电源中不会产生环流
UB
错误接法
UC
UA
I
UA+ UB UC = 2UC
U UB 总 UC
I ≠0 ,
接电源中将会产生极大的环流. 接电源中将会产生极大的环流. 中将会产生极大的环流
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当将一组三相电源连成三角形时, 当将一组三相电源连成三角形时 , 应先不完全闭合,留下一个开口, 应先不完全闭合,留下一个开口,在开口 处接上一个交流电压表, 处接上一个交流电压表,测量回路中总的 电压是否为零.如果电压为零, 电压是否为零.如果电压为零,说明连接 正确,然后再把开口处接在一起. 正确,然后再把开口处接在一起.
UBN
o
30o
U BC
UA = 3 UAN∠30 B
U C = 3 UBN∠30o B UCA= 3 UCN∠30
线电压对称( 线电压对称(大小相 U C = 3U∠- 90 等,相位互差120o) B 相位互差120
UA = 3U∠ o 30 B
o
o
UCA= 3U∠ o 150
12
结论: 结论: 对Y接法的对称三相电源: 接法的对称三相电源: 对称三相电源 相电压对称,则线电压也对称. (1) 相电压对称,则线电压也对称.
第十一章 三相电路
重点
1.三相电路的基本概念 1.三相电路的基本概念 2.对称三相电路的分析计算 2.对称三相电路的分析计算 3.三相电路的功率 3.三相电路的功率
1
§11-1 三相电路
三相电路是由三个频率相同,振幅相同, 三相电路是由三个频率相同,振幅相同,相位彼此相 差1200的正弦电动势作为供电电源的电路. 的正弦电动势作为供电电源的电路. 一.对称三相电源的产生 A Y C N I S X 三相同步发电机示意图