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1、第十二章 三相电第1页，此课件共41页哦意意 义义 由三相电源供电的电路，称为三相电路。三相供电系统由三相电源供电的电路，称为三相电路。三相供电系统具有很多优点，为各国广泛采用。具有很多优点，为各国广泛采用。发电发电：相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，相同功：相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，相同功率的三相发电机成本低。率的三相发电机成本低。输电：输电：三相系统比单相系统节省传输线，三相变压器比三相系统比单相系统节省传输线，三相变压器比 单相变压器经济。单相变压器经济。用电：用电：三相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动。三相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动。本章主要介
2、绍三相电路的一些基本概念和简单三相电路的本章主要介绍三相电路的一些基本概念和简单三相电路的计算。计算。第2页，此课件共41页哦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120120o o 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。12.1 12.1 三相电源三相电源12.1.1 12.1.1 三相交流电动势的产生三相交流电动势的产生三相交流电动势的产生三相交流电动势的产生三相交流发电三相交流发电机结构示意图机结构示意图
3、第3页，此课件共41页哦NS AZBXCYNS AZBXCYNS AZBXCY(1)t=0时时,A相绕组的感相绕组的感应应电动势达到最大。电动势达到最大。(2)t=120时时,B相绕组的相绕组的感应感应电动势达到最大。电动势达到最大。(3)t=240时时,C相绕组的相绕组的感应感应电动势达到最大。电动势达到最大。三相交流发电三相交流发电机结构示意图机结构示意图第4页，此课件共41页哦12.1.2 三相电源的有关概念三相电源的有关概念三相电源：由三个同频率，初相依次相差三相电源：由三个同频率，初相依次相差120120的三个电源按一的三个电源按一定方式连接而成的一组电源，又叫三相对称电源。定方式连
4、接而成的一组电源，又叫三相对称电源。1.1.瞬时值表达式瞬时值表达式A+XuAA、B、C三端为始端三端为始端X、Y、Z三端为末端三端为末端B+YuBC+ZuC第5页，此课件共41页哦2.波形图波形图 t OuAuBuuC3.相量表示相量表示特点：特点：第6页，此课件共41页哦4.4.对称组的概念对称组的概念若三个电压若三个电压(u1,u2,u3)满足对称条件满足对称条件，则称其为一对称，则称其为一对称组组若三个电压若三个电压(i1,i2,i3)满足对称条件满足对称条件，则称其为一对称，则称其为一对称组组第7页，此课件共41页哦正序正序(顺序顺序)：ABCA负序负序(逆序逆序)：ACBA相序的相
5、序的实际意义实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。以后如果不加说明，一般都认为是正相序。以后如果不加说明，一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转5.对称三相电源的对称三相电源的相序相序：120120120120120120正相序正相序反相序反相序第8页，此课件共41页哦12.1.3 对称三相电源的联接对称三相电源的联接星形星形(Y形形)名词介绍：名词介绍：(1)端线端线(火线火线)始端始端A,B,C 三端引出线。三端引出线。(2)中线（零线）中线（零线）中性点中性点N的引出线，的引出线，无中线。无中线。(4)相电压相电
6、压每相电源的电压：每相电源的电压：线电压线电压端线之间的电压：端线之间的电压：(3)线电流线电流端线上的电流：端线上的电流：三角形三角形(形形)第9页，此课件共41页哦关于关于 接法还要强调一点：始端末端要依次相连。接法还要强调一点：始端末端要依次相连。正确接法正确接法错误接法错误接法I=0,电源电源内部不会产生环流内部不会产生环流注意：注意：注意：注意：I 0,电源内部电源内部中将会产生环流中将会产生环流第10页，此课件共41页哦检检验验:将将一一组组三三相相电电源源连连成成三三角角形形时时，应应先先不不完完全全闭闭合合，留留下下一一个个开开口口，在在开开口口处处接接上上一一个个交交流流电电
7、压压表表，测测量量回回路路中中总总的的电电压压是是否否为为零零。如如果果电电压压为为零零，说说明明连接正确，然后再把开口处接在一起。连接正确，然后再把开口处接在一起。V三相负载的连接三相负载的连接NABZZZC三相电源与三相负载的连接：三相电源与三相负载的连接：Y-Y Y-Y -第11页，此课件共41页哦(1)Y形形12-2 线电压（电流）与相电压（电流）线电压（电流）与相电压（电流）的关系的关系结论结论：1.1.线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系UBCUABUCA线电压是相电压的线电压是相电压的 倍，且依次倍，且依次超前超前 相位相位3030o o。第12页，此课件共41页哦相量图相量
8、图(2)形形UABUBCUCA第13页，此课件共41页哦2.2.线电流与线电流与(流过负载的流过负载的)相电流相电流的关系的关系 1）Y形联接形联接NABCZZZ线电流相电流线电流相电流 2）形联接形联接ZZZABC第14页，此课件共41页哦相量图相量图:ZZZABC第15页，此课件共41页哦复复 习习2.2.相电压、线电压，相电流、线电流的关系相电压、线电压，相电流、线电流的关系（1 1）相电压与线电压）相电压与线电压 Y Y形：形：形：线电压相电压形：线电压相电压（2）线电流与相电流）线电流与相电流 Y 形：形：形：形：线电压是相电压的线电压是相电压的 倍，且依次倍，且依次超前超前 相位相
9、位3030o o。NABCZZZ线电流相电流线电流相电流ZZZABC1.1.三相电路的有关概念三相电路的有关概念第16页，此课件共41页哦12-3 12-3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算Y 联接联接 Y 联接联接 联接联接三相三线制三相三线制Y YY Y 联接联接三相三线制（无中线）三相三线制（无中线）三相四线制（有中线）三相四线制（有中线）第17页，此课件共41页哦ABC+_+_+NABCZlZlZlZ Z Z N ZN一、三相四线制一、三相四线制Y-Y连接连接Zl 为端线阻抗为端线阻抗Z 为负载阻抗为负载阻抗ZN 为中线上的阻抗为中线上的阻抗1.电路电路2.利用结点电压法求利用结点
10、电压法求 ，设，设Z=Z+Zl，以，以N为参考结点为参考结点N与与N为等电位点为等电位点第18页，此课件共41页哦N与与N为等电位点为等电位点N与与N可以短接，对称三相电路可以化为单相计算可以短接，对称三相电路可以化为单相计算以以A相为例相为例3.三相四线制的特点三相四线制的特点1），N与与N为等电位点，短路处理，化为单相为等电位点，短路处理，化为单相 计算；计算；2）中线电流）中线电流 电流为电流为0，可开路处理，可开路处理 三相四线制三相四线制三相三线制三相三线制3）在低压生活端，为了防止电路不对称，一定要接中）在低压生活端，为了防止电路不对称，一定要接中线（要接粗线，并且中线上一定不能接
11、保险丝）线（要接粗线，并且中线上一定不能接保险丝）第19页，此课件共41页哦N+NZZZZlBZlACZ lY-Y-联接联接第20页，此课件共41页哦二、三角形电源与星形负载（二、三角形电源与星形负载（Y Y）+ABC+ABCNZlBZlACACB+_NZZZZl第21页，此课件共41页哦+NZlBZlACNZlZZZACB+ANNAZZlACB+_ZlBZlACZZZ 连接连接方法：方法：连接连接 Y-Y 连接连接第22页，此课件共41页哦 ,Zl=(0.3+j 0.4),求相电流求相电流 和线电流和线电流 以以及线电压及线电压 。例例1 1对称三相电路对称三相电路,对称三相电源线电压对称三
12、相电源线电压Ul=380V,解解:将将 形负载等效为形负载等效为Y Y形负载，形负载，画出单相计算电路如图所示。画出单相计算电路如图所示。第23页，此课件共41页哦第24页，此课件共41页哦 若线路阻抗为零若线路阻抗为零,则不需用单相电路计算则不需用单相电路计算！作业：作业：12-1 12-2第25页，此课件共41页哦11-4 11-4 不对称三相电路的分析不对称三相电路的分析不对称三相电路：负载不对称，但电源对称不对称三相电路：负载不对称，但电源对称N与与N不等电位称为中性点位移不等电位称为中性点位移.1.1.无中线（无中线（S S打开时）打开时）利用结点法求利用结点法求 的电位的电位NN相
13、量图相量图从相量图可以看出，负载各相电压从相量图可以看出，负载各相电压不等不等S第26页，此课件共41页哦S说明：负载不对称而又没有中线时，负载的相电压不对称，说明：负载不对称而又没有中线时，负载的相电压不对称，势必引起有的负载的相电压过高，高于负载的额定电压，有势必引起有的负载的相电压过高，高于负载的额定电压，有的负载相电压过低，低于负载的额定电压，这都是不允许的。的负载相电压过低，低于负载的额定电压，这都是不允许的。2.2.有中线（有中线（S S闭合时，强迫闭合时，强迫N 与与N为等电位点）为等电位点）讨论：讨论：即即使使负负载载不不对对称称，但但负负载载的的相相电电压压对对称称，各各相相
14、相相互互独独立立，互互不影响；不影响；低低压压照照明明电电路路必必须须采采用用三三相相四四线线制制，为为了了确确保保中中线线不不会会断断，所以中线上不允许接保险丝；所以中线上不允许接保险丝；中线电流中线电流 ，各相可独立计算，各相可独立计算第27页，此课件共41页哦解：解：若若以以电电容容一一相相为为A相相，则则B相相电电压压比比C相相电电压压高高。B相相较较亮亮，C相较暗相较暗(正序正序)。据此可测定三相电源的相序。据此可测定三相电源的相序。ACBNRCR例例3 图图示示电电路路，由由电电容容器器和和两两个个相相同同的的白白炽炽灯灯接接成成的的星星形形电电路路可可用用于于测测定定三三相相电电
15、源源的的相相序序,称称为为相相序序指指示示器器。设设 ，试试说说明明如如何何根根据据两两个个白白炽炽灯灯亮亮度度差异确定对称三相电源的相序。差异确定对称三相电源的相序。第28页，此课件共41页哦例例4：已知对称三相电源的线电压：已知对称三相电源的线电压 解：解：ZRRRABC第29页，此课件共41页哦复复 习习1.对称三相电路的计算对称三相电路的计算 三相单相化三相单相化 Y Y Y Y 2.不对称三相电路不对称三相电路第30页，此课件共41页哦一、对称三相电路的功率一、对称三相电路的功率12-5 12-5 三相电路的功率三相电路的功率 设：设：UP 为相电压有效值；为相电压有效值；IP为相电
16、流有效值为相电流有效值 Ul 为线电压有效值；为线电压有效值；Il 为线电流有效值为线电流有效值1.瞬时功率瞬时功率p(t)p(t)=pA(t)+pB(t)+pC(t)设：设：第31页，此课件共41页哦 三相瞬时功率为常量恒定，表明三相电动机的转矩恒定，三相瞬时功率为常量恒定，表明三相电动机的转矩恒定，这对于发电机和电动机的稳定运转非常有利，是三相电路的这对于发电机和电动机的稳定运转非常有利，是三相电路的优点之一。优点之一。决定于负载性质，而与连接方式无关决定于负载性质，而与连接方式无关第32页，此课件共41页哦故三相总功率故三相总功率：P=3UpIpcos =UlIlcos 2、对称三相电路
17、的平均功率（有功功率）、对称三相电路的平均功率（有功功率）也可通过单相有功功率来求平均功率也可通过单相有功功率来求平均功率若用线电压和线电流来表示功率：若用线电压和线电流来表示功率：仪器铭牌上标的都是线电压、线电流仪器铭牌上标的都是线电压、线电流第33页，此课件共41页哦3、无功功率、无功功率4、视在功率、视在功率二、三相电路功率的测量二、三相电路功率的测量 1.瓦特计瓦特计*+-Z第34页，此课件共41页哦2.三相四线制三相四线制三三相相负负载载W1*W2*W3*ABCN第35页，此课件共41页哦2.三相三线制（两瓦计法）三相三线制（两瓦计法）三三相相负负载载W1*W2*ABC说明：接两功率
18、表的电流线圈分别与任意两相电源串接，说明：接两功率表的电流线圈分别与任意两相电源串接，电压线圈的非标记端共同接入第三相电源的端线上。电压线圈的非标记端共同接入第三相电源的端线上。结论：三相总有功功率结论：三相总有功功率P=P1+P2，为两表的代数和，一只，为两表的代数和，一只功率表的读数无任何意义。功率表的读数无任何意义。条件：三相负载无论对称与否，两瓦计法都适用，并且与条件：三相负载无论对称与否，两瓦计法都适用，并且与负载的连接方式无关。负载的连接方式无关。三三相相负负载载W1*W2*ABC*第36页，此课件共41页哦证明证明：（两瓦计测的是否为三相电路的有功功率）：（两瓦计测的是否为三相电
19、路的有功功率）两个瓦特表的读数：两个瓦特表的读数：三三相相负负载载W1*W2*ABC第37页，此课件共41页哦所以两功率表测量的功率之和为三相电路的有功功率所以两功率表测量的功率之和为三相电路的有功功率在对称三相电路中，在对称三相电路中，令：令：注：在一定条件下（注：在一定条件下（），两功率表之一的），两功率表之一的读数可能为负，求代数和时该读数取负值，另外，单独读数可能为负，求代数和时该读数取负值，另外，单独一个功率表的读数无意义。一个功率表的读数无意义。第38页，此课件共41页哦解解:A1=65.82A,A2=0,W=25.63kW 例例5(教材教材12-11)P314第39页，此课件共4
20、1页哦设：设：P1，P2分别为三角形负载和分别为三角形负载和星形负载吸收的总功率，则星形负载吸收的总功率，则因此三相负载吸收的总功率为因此三相负载吸收的总功率为所以整个负载吸收的总功率为所以整个负载吸收的总功率为 由结点电压法，得：由结点电压法，得：A1=65.82A,A2=40.54A,W=5.45kW,W 表读数为表读数为A相电源的有功功率相电源的有功功率 第40页，此课件共41页哦作业：作业：12-5 12-8总总 结结1.对称三相电路的相电压与线电压对称三相电路的相电压与线电压,相电流与线电流的相电流与线电流的关系关系;2.对称三相电路的计算对称三相电路的计算;3.三相电路的功率。三相电路的功率。第41页，此课件共41页哦