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1、三相交流电电路分析第1页，本讲稿共44页第四章第四章 三相交流电路三相交流电路 4.1 三相交流电源三相交流电源 4.1.1 三相电动势的产生三相电动势的产生 4.1.2 三相交流电源的连接三相交流电源的连接4.2 三相负载及三相电路的计算三相负载及三相电路的计算 4.2.1 星形接法及计算星形接法及计算 4.2.2 三角形接法及计算三角形接法及计算4.3 三相电路的功率三相电路的功率第2页，本讲稿共44页4.1 三相交流电源三相交流电源4.1.1 三相电动势的产生三相电动势的产生NS AXe在两磁极中间，放一个线圈。在两磁极中间，放一个线圈。根据右手定则可知，线圈根据右手定则可知，线圈中产生
2、感应电动势，其方中产生感应电动势，其方向由向由AX。让线圈以让线圈以 的速度顺时的速度顺时针旋转。针旋转。合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到线圈两端便可得到单相单相交流电动势。交流电动势。第3页，本讲稿共44页一、三相交流电动势的产生一、三相交流电动势的产生AXYCBZSN定子定子转子转子 定子中放三个线圈：定子中放三个线圈：A XB YC Z首端首端末端末端三线圈空间位置三线圈空间位置各差各差120o 转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的速度旋转。三个的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。线圈中便产生三个单相电动势。第4页，
3、本讲稿共44页二、三相电动势的表示式二、三相电动势的表示式三相电动势的特征：三相电动势的特征：大小相等，频率相同，相位互差大小相等，频率相同，相位互差120。1.三角函数式三角函数式第5页，本讲稿共44页2.相量表示式及相互关系相量表示式及相互关系Em 0 120 240360 t120120120第6页，本讲稿共44页4.1.2 三相交流电源的连接三相交流电源的连接一、星形接法一、星形接法AXYCBZN 1.连接方式连接方式第7页，本讲稿共44页（中线）（中线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）AXYCBZN三相四线三相四线制供电制供电火线（相线）火线（相线）:ABC中线（零线
4、）：中线（零线）：N第8页，本讲稿共44页 2.三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相电压相电压：火线对零线间的电压。火线对零线间的电压。ACBN120 120 120 三个相电压是对称的三个相电压是对称的UP代表电源相电压的有效值代表电源相电压的有效值第9页，本讲稿共44页线电压线电压：火线间的电压。火线间的电压。CABN注意规定的注意规定的正方向正方向第10页，本讲稿共44页线电压和相电压的关系：线电压和相电压的关系：30 第11页，本讲稿共44页 同理：同理：三个线电压也是对三个线电压也是对称的：大小相等，称的：大小相等，为相电压的为相电压的 倍，倍，相位领先对应的相相位
5、领先对应的相电压电压30，互成，互成120相位差。相位差。第12页，本讲稿共44页线电压与相电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式：-为电源的相电压为电源的相电压 -为电源的线电压为电源的线电压在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为第13页，本讲稿共44页星形接法星形接法ACB NZZZ4.2 三相负载及三相电路的计算三相负载及三相电路的计算三角形接法三角形接法ACBZZZ负载有两种接法负载有两种接法:第14页，本讲稿共44页ACBNZZZ相电流相电流(负载上的电流负载上的电流)：4.2.1 三相对称负载星形接法及计算三相对称
6、负载星形接法及计算线电流线电流(火线上的电流火线上的电流)：第15页，本讲稿共44页 ACBNZZZ一、星形接法特点一、星形接法特点相电流相电流=线电流线电流*:零线电流零线电流第16页，本讲稿共44页*负载两端的电压等于电源的相电压负载两端的电压等于电源的相电压ACBNZZZ第17页，本讲稿共44页二、负载星形接法时的一般计算方法二、负载星形接法时的一般计算方法ACBNZZZ线电流、相电流计线电流、相电流计算通式：算通式：第18页，本讲稿共44页结论：三相电源结论：三相电源对称，负载对称对称，负载对称且且Y形连接，则形连接，则三个线电流也是三个线电流也是对称的。中线电对称的。中线电流为流为0
7、第19页，本讲稿共44页例：三相电源，例：三相电源，三相对称负载，三相对称负载，Y型接法，每相型接法，每相求：每相负载中的电流及各线电流相量。求：每相负载中的电流及各线电流相量。解：解：设设第20页，本讲稿共44页第21页，本讲稿共44页1.负载不对称时，各相单独计算。如：负载不对称时，各相单独计算。如：已知：已知：三相负载三相负载 R、L、C 以及以及 三相线电压：三相线电压：求：各相、各线及中线电流求：各相、各线及中线电流 CRA B NLC第22页，本讲稿共44页解：解：(1)CRA B NLC相相电电压压线线电电压压第23页，本讲稿共44页 CRA B NLC令：令：则相电压为：则相电
8、压为：第24页，本讲稿共44页(2)相电流相电流 CRA B NLC第25页，本讲稿共44页(3)中线电流中线电流(4)相量图相量图第26页，本讲稿共44页2.负载对称时，只需计算一相。负载对称时，只需计算一相。如：如：则：则：据此可直接得出另两相电流：据此可直接得出另两相电流：（中线电流为（中线电流为0）3.负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相 有效值即可。有效值即可。第27页，本讲稿共44页负载对称时负载对称时问题及讨论问题及讨论零线是否零线是否可以取消可以取消？答：答：Y形连接，三相完全对称时，零线可以取消。形连接，三相完全对称时，零线可以
9、取消。称为三相三线制。称为三相三线制。ACBZZZ第28页，本讲稿共44页三相三线制供电时，若各相负载不相等，将如何？三相三线制供电时，若各相负载不相等，将如何？ANNCB求：各相负载电流。求：各相负载电流。已知已知：每盏灯的额定值为每盏灯的额定值为:220V、100W第29页，本讲稿共44页用节点电位法用节点电位法ANNCBRRRRNNABC第30页，本讲稿共44页 每盏灯为每盏灯为220V、100WRRRRNNABC、代入代入R值得：值得：第31页，本讲稿共44页应用实例应用实例-照明电路照明电路ACB.一组一组二组二组三组三组N 正确接法正确接法:每组灯相互并每组灯相互并联联,然后分别接
10、然后分别接至各相电压上。至各相电压上。设电源电压为：设电源电压为：每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可得得到额定的工作电压到额定的工作电压220V。能否取消中线能否取消中线？第32页，本讲稿共44页关于零线的结论关于零线的结论 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，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，都不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全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
11、相三相制供电，而且必须保证零对称，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。线可靠。中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等中线的作用在于，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。接保险丝也不允许接刀闸。第33页，本讲稿共44页4.2.2 三角形接法及计算三角形接法及计算ACB特点特点：负载的相电压负载的相电压=电源的线电压电源的线电压第34页，本讲稿共44页各电流的计算各电流的计算ACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACA每相负载电流每相负载电流线线电电流流第
12、35页，本讲稿共44页（2）负载对称时（）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z），），各相电流有各相电流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值为：。有效值为：ACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。第36页，本讲稿共44页同理：同理：设：负载为阻性的，阻抗角为设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系ABC第37页，本讲稿共44页负载对称时三角形接法的特点负载对称时三角形接法的特点ACB 负载对称三角负载对称三角形接
13、法，负载形接法，负载两端的电压等两端的电压等于电源的线电于电源的线电压；线电流是压；线电流是相电流的相电流的 倍，倍，相位落后对应相位落后对应的相电流的相电流30。第38页，本讲稿共44页负载对称时：负载对称时：4.3 三相电路的功率三相电路的功率三相总有功功率：三相总有功功率：由负载由负载性质决定性质决定星形接法时：星形接法时：三角形接法时：三角形接法时：4.3.1 三相电路的功率的计算三相电路的功率的计算UP、IP代表负载上的相电压和相电流代表负载上的相电压和相电流第39页，本讲稿共44页有功功率：有功功率：无功功率：无功功率：视在功率：视在功率：在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：在
14、三相负载对称的条件下，三相电路的功率：第40页，本讲稿共44页三相交流电路的小结（三相交流电路的小结（1）-三相电源三相电源三相四线制三相四线制ACBN三相电源一三相电源一般都是对称般都是对称的，而且多的，而且多用三相四线用三相四线制接法。制接法。第41页，本讲稿共44页三相交流电路的小结三相交流电路的小结(2)-三相负载三相负载星形负载星形负载三角形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ第42页，本讲稿共44页三相交流电路的小结三相交流电路的小结(3)-三相电路计算三相电路计算负载负载 形接法形接法对称负载时：对称负载时：各相电压、电流单独计算。各相电压、电流单独计算。负载不对称时：负载不对称时：负载对称时：负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。电压对称、电流对称，只需计算一相。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。三相电路的计算要特别注意相位问题。三相电路的计算要特别注意相位问题。负载负载Y Y形接法形接法对称负载时：对称负载时：第43页，本讲稿共44页三相交流电路的小结三相交流电路的小结(4)-三相功率计算三相功率计算三相总功率三相总功率：负载对称时：负载对称时：和接法和接法无关无关第44页，本讲稿共44页