《电工学第四章.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学第四章.ppt（48页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电工学课件第四章1现在学习的是第1页，共48页第第4章章 三相电路三相电路 4.2 三相电路中负载的连接三相电路中负载的连接4.1 三相电源三相电源4.3 三相电路的功率三相电路的功率4.4 安全用电技术安全用电技术2现在学习的是第2页，共48页l理解三相电源相、线电压之间的关系。理解三相电源相、线电压之间的关系。l掌握三相负载星形连接时，相、线电压和相、线电掌握三相负载星形连接时，相、线电压和相、线电流的计算，并能画出电路的相量图。流的计算，并能画出电路的相量图。l掌握三相负载三角形连接时，相、线电压和相、线电流掌握三相负载三角形连接时，相、线电压和相、线电流的计算，并能画出电路的相量图掌握
2、对称负载三相功率的计算，并能画出电路的相量图掌握对称负载三相功率的计算。的计算。l了解三相功率的测量方法。了解三相功率的测量方法。l了解安全用电常识。了解安全用电常识。本章学习目标本章学习目标3现在学习的是第3页，共48页4.1 三相电源三相电源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，线圈中产生感应根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由电动势，其方向由AX让线圈以让线圈以 的速度顺时针旋转。的速度顺时针旋转。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
3、得到线圈两端便可得到单相单相交流电动势交流电动势。1、单相交流电动势的产生、单相交流电动势的产生4现在学习的是第4页，共48页2、三相交流电动势的产生、三相交流电动势的产生定子中放三个线圈：定子中放三个线圈：首端首端末端末端三线圈空间位置各差三线圈空间位置各差120o转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的速度旋转。三个线圈中便产生的速度旋转。三个线圈中便产生三个以三个以正弦规律正弦规律变化的交流电动势。变化的交流电动势。AXYCBZSN 转子转子定子定子AXBYCZeAeBeC5现在学习的是第5页，共48页三相电动势三相电动势()-=240sintEmeC()-=120sintEmeB=sint
4、EmeA)120sin(+=tEm 6现在学习的是第6页，共48页4.1.2 三相电源的表示法三相电源的表示法1.瞬时值表达式瞬时值表达式()-=240sintEmeCw()-=120sintEmeBw=sintEmeAw)120sin(+=tEmwEm 2.波形图波形图7现在学习的是第7页，共48页AECEBE3.相量图相量图 =-=120120EEEECBA0EE4.相量式相量式8现在学习的是第8页，共48页4.三相电源的特征三相电源的特征(1)对称。对称。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(2)相序相序:三相正弦交流电依此到达正向幅值的顺序。三相正弦交流电依此
5、到达正向幅值的顺序。ABC(3)对称正弦量的瞬时值和与相量和为对称正弦量的瞬时值和与相量和为0。Em 0=+CBAEEEeA+eA+eA=0AECEBE9现在学习的是第9页，共48页（中线）（中线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）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）：中线（零线）：NAXYCBZN4.1.3 三相电源的连接三相电源的连接星形接法星形接法10现在学习的是第10页，共48页CCBBAAeueueu=1、相电压、相电压(Up)：火线对中线间的电压。：火线对中线间的电压。120 120 120 AuBuo o=0AAUUo-=120B
6、BUUo o-=240CCUUCUBU AU（中线中线）（火线火线）（火线火线）（火线火线）AXYCBZNCu11现在学习的是第11页，共48页2、线电压、线电压(UL)：两火线间的电压。：两火线间的电压。ABuBCuCAuCABCABuuu注意规定的注意规定的正方向正方向CBBCUUU-=BAABUUU-=ACCAUUU-=（中线中线）（火线火线）（火线火线）（火线火线）AXYCBZN12现在学习的是第12页，共48页CUABUBUAUBCUCAUBU-AU-CU-30 30 30 BAABUUU-=303AUCBBCUUU-=-903BUACCAUUU-=1503CU3.相、线电压相、线电
7、压 间的关系间的关系ABU=303AUBCU=303BUCAU=303CU13现在学习的是第13页，共48页UP：相电压相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=3plUU线电压超前于相应线电压超前于相应的相电压的相电压30oUl：线电压线电压结论结论（UA、UB、UC）（UAB、UBC、UCA）14现在学习的是第14页，共48页4.2 三相电路中负载的连接三相电路中负载的连接三相对称负载：三相对称负载：接在三相电源上的每一相负载接在三相电源上的每一相负载的阻抗值与阻抗角都相等。的阻抗值与阻抗角都相等。连接形式：连接形式：星形连接（星形
8、连接（Y Y接）接）三角形连接（三角形连接（接）接）相电流（相电流（IP）：）：流过每一相负载的电流流过每一相负载的电流线电流（线电流（IL）：流过每一根火线的电流流过每一根火线的电流15现在学习的是第15页，共48页三相四线Bi相电流相电流IP(负载上的电流负载上的电流)：ZAZCZB线电流线电流IL(火线上的电流火线上的电流)：4.2.1 负载星形连接的三相电路负载星形连接的三相电路AiCABNXYZAuBuCuBNiCNiANiCiANI、BNI、CNI AI、BI、CI 1.连接连接三相四线制三相四线制16现在学习的是第16页，共48页线电压线电压=相电压相电压,线电压领先于相电压线电
9、压领先于相电压3030。BUABUCUCAUBCUAU2.特点特点=pULU3线电流线电流=相电流相电流=LpIIACBNZZZCAUCUBUBCUAUABUBiAiCi中线电流中线电流NIiN17现在学习的是第17页，共48页一般线电压一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求电流。为已知，然后根据电压和负载求电流。uLipiLuL=AIAUZA=BIBUZB=CICUZCCNBNANNIIII+=3.计算计算BBiZAZCZBAiCiCANNiAuBuCu18现在学习的是第18页，共48页（1）若为对称负载：）若为对称负载：即即：ZA=ZB=ZC=Z 因为因为：AU、BU、CU 对称对称AI
10、、BI、CI 所以所以：对称对称计算时，只需计算一相，推出另外两相即可。计算时，只需计算一相，推出另外两相即可。且且BICIAIAUBUCU=+=（中线电流为中线电流为0）0CBANIIII各相、线电流大小相等，相互之间的相位差为各相、线电流大小相等，相互之间的相位差为1200（2）负载不对称时，各相单独计算。）负载不对称时，各相单独计算。19现在学习的是第19页，共48页 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 =0lABUU-=120lBCUU =120lCAUU CRA B NLCAICIBIAINIC
11、IBI例例120现在学习的是第20页，共48页解解：相相电电压压33=-=90130 1lCACUUU-=-=303130 31lABAUUU33-=-=150130 1lBCBUUU CRA B NLC线线电电压压 =0lABUUNIAI =120lCAUU-=120lBCUUCNIBNIBIANICI21现在学习的是第21页，共48页 相电流相电流：CRA B NLCNIAICNIBNIBIANICI=RUIAA-=1CjUICC=LjUIBB CBANIIII+=中线电流中线电流ABUCUBICAUBCUBUCINIAUAI22现在学习的是第22页，共48页三相三线)(ZZZZCBA=负
12、载对称时负载对称时零线是否可以零线是否可以取消？取消？三相完全对称时，零线可以取消三相完全对称时，零线可以取消!ACBZZZ0=+=CBANIIII三相三线制三相三线制23现在学习的是第23页，共48页1）负载对称时，三相三线制各电压对称）负载对称时，三相三线制各电压对称2）若负载）若负载不对称不对称时，时，不能采用三相三线制！不能采用三相三线制！因此因此 时各相负载上的电压将会出现不对称现象，负时各相负载上的电压将会出现不对称现象，负 载不能正常工作。载不能正常工作。3）因负载）因负载不对称不对称时，时，不能采用三相三不能采用三相三 线制！线制！所以，中线上不能安装开关所以，中线上不能安装开
13、关 和保险丝。和保险丝。三相三线制供电时各相电流的计算方法同上。三相三线制供电时各相电流的计算方法同上。24现在学习的是第24页，共48页照明负载星形如图所示接于线电压为照明负载星形如图所示接于线电压为380V的三相电源上。灯泡的的三相电源上。灯泡的额定电压为额定电压为220V。例例2求：求：（1）若一楼全部断开，二、三楼仍然接通若一楼全部断开，二、三楼仍然接通，分析中线，分析中线 断开前后的情况如何断开前后的情况如何?（2）若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量 不等（设二楼灯的数量为三层的不等（设二楼灯的数量为三层的/4）中线断开前后中线断开前
14、后 结果如何？结果如何？ABCN.一一层层二二层层三三层层（3）根据以上分析，照明电路能否采用三相三线制供电）根据以上分析，照明电路能否采用三相三线制供电 方式？方式？25现在学习的是第25页，共48页若中线断开若中线断开，A相断开后，相断开后，B、C 两两相串连，线电压相串连，线电压UBC（380V）加在）加在B、C负载上。如果两相负载对称，则负载上。如果两相负载对称，则每相负载上的电压为每相负载上的电压为190V。低于灯。低于灯泡的额定电压。泡的额定电压。（1）若一楼全部断开，二、三楼仍然接通。若一楼全部断开，二、三楼仍然接通。若中线尚未断开若中线尚未断开，则，则二、三楼工作二、三楼工作状
15、态不变。照明不受影响。状态不变。照明不受影响。结果为二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。结果为二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。解：解：ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼26现在学习的是第26页，共48页（2）若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设 二楼灯的数量为三层的二楼灯的数量为三层的1/4）时）时结果为二楼灯泡上的电压超过额定电压，结果为二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。泡被烧毁；三楼的灯不亮。V 76380513=RUV 304380542=RUACBR2R3若中线尚未断开若中线尚未断开，
16、则，则二、三楼工作状二、三楼工作状态不变。照明不受影响。态不变。照明不受影响。若中线断开若中线断开，则，则27现在学习的是第27页，共48页不加零线不加零线会不会出会不会出现问题现问题?（3）根据以上分析，照明电路不能采用三相三线制供电方）根据以上分析，照明电路不能采用三相三线制供电方 式。且中线上不能接开关和保险丝。式。且中线上不能接开关和保险丝。ACB.一层楼一层楼二层二层楼楼三层楼三层楼N中线的作用在于，使星形连接的不对中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压称负载得到相等的相电压。因为负载不。因为负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小对称而又没有中线时，负载上可能得
17、到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，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，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。须保证零线可靠。28现在学习的是第28页，共48页线电压线电压=相电压相电压 plUU=4.2.2 负载三角形连接的三相电路负载三角形连接的三相电路1.接法接法相电流相电流IP(负载上的电流负载上的电流)：线电流线电流IL(火线上的电流火线上的电流)：ABI、BCI
18、、CAI AI、BI、CI ACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACA29现在学习的是第29页，共48页ACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACA相电流相电流线线电电流流CAABAIII-=ABBCBIII-=BCCACIII=-ABABZU=ABIBCBCZU=BCICACAZU=CAI2.计算计算30现在学习的是第30页，共48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：UZIIIILPCABCAB=ACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计
19、算线电流。）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。31现在学习的是第31页，共48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CAABAIII-=0LABUU=-303ABAII30 30 30=-303BCBII=-303CACIIABUBCUCAUCA-ICAIABIBCIBICIAI32现在学习的是第32页，共48页三角形接法的对称负载三角形接法的对称负载ACB-=303pLII pLUU=结论结论33现在学习的是第33页，共48页负载对称时：负载对称时：cos3pp
20、IUP=4.3 三相电路的功率三相电路的功率CBAPPPP+=三相总有功功率：三相总有功功率：是每相是每相负载负载的阻抗角的阻抗角,是相是相电压超前于相电压超前于相电流的角度电流的角度 3pLpLIIUU=星形接法时星形接法时：3 pLpLIIUU=三角形接法时三角形接法时：cos3LLIUP=4.3.1 三相功率的计算三相功率的计算34现在学习的是第34页，共48页 cos3LLIUP=sin3LLIUQ=3LLIUS=同理同理,可得可得 sin3LLIUQ=3LLIUS=在三相负载对称的条件下在三相负载对称的条件下,三相电路三相电路总功率的计算与接法无关总功率的计算与接法无关.35现在学习
21、的是第35页，共48页单相功率的测量单相功率的测量 -电动式瓦特计电动式瓦特计在交流电路中在交流电路中 Pcos=UI其中，其中，为为 i,u 间的夹角间的夹角。指针偏转角度iu负负载载功率的测量功率的测量*4.3.2 三相功率的测量三相功率的测量电流线圈电流线圈电压线圈电压线圈36现在学习的是第36页，共48页P=3P1负 载ACBN一表法适用于三相四线制接法的对称负载。一表法适用于三相四线制接法的对称负载。三相功率的测量三相功率的测量 1.一表法：（用一个功率表测量）一表法：（用一个功率表测量）P1相电压相电流电压电压线圈线圈电流线电流线圈圈37现在学习的是第37页，共48页负 载ACBN
22、2.三表法：（用三个功率表测量）三表法：（用三个功率表测量）P=P1+P2+P3P1P2P3相电压相电压相电压三表法适用于三相四线制接法的不对称负载。三表法适用于三相四线制接法的不对称负载。相电流相电流相电流电压电压线圈线圈电流线电流线圈圈38现在学习的是第38页，共48页3.两表法：（用两个功率表测量）两表法：（用两个功率表测量）P=P1+P2 两表法适用于三相三线制接法的负载。两表法适用于三相三线制接法的负载。负 载ACBP1P2线电压线电压线电流线电流电压电压线圈线圈电流线电流线圈圈39现在学习的是第39页，共48页两表法测量功率的原理证明：两表法测量功率的原理证明：AiACuACBAu
23、CZBiCiBCuAZBZBuCuBCBACAuiui+=)()CBBCAAuuiuui-+-=CCBBAAiuiuiup+=BACiii-=三相总功率等于两表测得数据之和。每单三相总功率等于两表测得数据之和。每单个功率表的读数没有意义。个功率表的读数没有意义。40现在学习的是第40页，共48页4.4 安全用电技术安全用电技术4.4.1 安全用电常识安全用电常识1安全电流与电压安全电流与电压安全电流安全电流5mA人体电阻人体电阻 1000 安全电压安全电压36V（在特别潮湿的场所，应采用（在特别潮湿的场所，应采用12V 以下的电压以下的电压）。）。41现在学习的是第41页，共48页2几种触电方
24、式几种触电方式 1）双线触电）双线触电2）电源中线接地）电源中线接地 时时的单线触电的单线触电因因火火线线与与大大地地间间分分布布电电容容的的存存在在，使使电电流流形形成成了了回回路路，也是很危险的。也是很危险的。人体承受的是线电压。人体承受的是线电压。ABC人体承受的是相电压。人体承受的是相电压。3）电源中线不接地）电源中线不接地时的单线触电时的单线触电ABCABC42现在学习的是第42页，共48页4.4.2 防触电的安全技术防触电的安全技术 1.接零保护接零保护 此此法法适适用用于于低低压压供供电电系系统统中中变变压压器中性点接地的情况。器中性点接地的情况。ABNC电动机某相绕组碰壳时，电
25、流便电动机某相绕组碰壳时，电流便会从接零保护线流向零线会从接零保护线流向零线,使熔断使熔断器熔断，切断电源器熔断，切断电源.把电气设备的外壳与电源的零线连把电气设备的外壳与电源的零线连接起来，称为接零保护。接起来，称为接零保护。43现在学习的是第43页，共48页2.接地保护接地保护 此此法法适适用用于于三三相相电电源源的的中中性性点点不不接地的情况。接地的情况。由于每相火线与地之间的分布电由于每相火线与地之间的分布电容的存在，当电动机某相绕组碰容的存在，当电动机某相绕组碰壳时，将出现通过电容的电流。壳时，将出现通过电容的电流。但因人体电阻比接地电阻（约为但因人体电阻比接地电阻（约为4 4欧）大
26、得多，所以几乎没有电流欧）大得多，所以几乎没有电流通过人体通过人体 ABC把电气设备的金属外壳与接地线把电气设备的金属外壳与接地线连接起来，称为接地保护。连接起来，称为接地保护。44现在学习的是第44页，共48页3.三孔插座和三极插头三孔插座和三极插头 外壳是与保护零线相外壳是与保护零线相连的，人体不会有触连的，人体不会有触电的危险。电的危险。ABNC45现在学习的是第45页，共48页4.4.3 静电防护和电气防火、防爆常识静电防护和电气防火、防爆常识1.静电防护静电防护 泄露法泄露法:前者如接地，增加绝缘表面的湿度、涂导电前者如接地，增加绝缘表面的湿度、涂导电 涂剂等，使积累的静电荷尽快泄露
27、掉。涂剂等，使积累的静电荷尽快泄露掉。(1)设法不产生静电。设法不产生静电。可在材料选择、工艺设计等方面采取措施。可在材料选择、工艺设计等方面采取措施。(2)产生了静电，应设法使静电的积累不超过安全限度。产生了静电，应设法使静电的积累不超过安全限度。中和法中和法:使用感电中和器、高压中和器等，使用感电中和器、高压中和器等，使积累的使积累的 静电荷被中和掉。静电荷被中和掉。46现在学习的是第46页，共48页2电气防火、防爆电气防火、防爆产生电气火灾和爆炸的原因：产生电气火灾和爆炸的原因：不不要要使使电电气气设设备备长长期期超超载载运运行行。要要保保持持必必要要的的防防火火间间距距及及良良好好的的通通风风。要要有有良良好好的的过过热热、过过电电流流保保护护装装置置。在在易易爆爆的的场场地地如如矿矿井井、化化学学车车间间等，要采用防爆电器。等，要采用防爆电器。（2）来来不不及及切切断断电电源源时时或或在在不不准准断断电电的的场场合合，可可采采用用不不导导电电的灭火剂带电灭火。的灭火剂带电灭火。电气设备过热和电火花、电弧电气设备过热和电火花、电弧。电气火灾预防措施：电气火灾预防措施：电气火灾处理措施：电气火灾处理措施：（1）首先切断电源。注意拉闸时最好用绝缘工具。）首先切断电源。注意拉闸时最好用绝缘工具。47现在学习的是第47页，共48页END48现在学习的是第48页，共48页