正弦交流电路210课件

1NS 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，线合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到圈两端便可得到单相单相交流电动势。交流电动势。2.8.1 三相电压三相电压第第1页页/共共34页页2N NS S+定子中放三个线圈：定子中放三个线圈：A A X XB B Y YC C Z 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一、三相交流电动势的产生一、三相交流电动势的产生一、三相交流电动势的产生一、三相交流电动势的产生AAXXYYBBZZCC定子定子转子转子A AY YB BZ ZX XC C三相交流发电机的构三相交流发电机的构造造：定子定子、转子转子。定子定子：内表面冲槽铁心：内表面冲槽铁心转子转子：铁心绕直流励磁绕组：铁心绕直流励磁绕组第第2页页/共共34页页3转子绕组通直流，转子绕组通直流，由机械力带动由机械力带动并以并以 的速度旋转的速度旋转匀速匀速转动。转动。三个线圈中三个线圈中便产生三个单相电便产生三个单相电动势。动势。电动势的产生电动势的产生A AX XY YC CB BZ ZNS定子定子转子转子+第第3页页/共共34页页4NS AZBXCYNS AZBXCYNS AZBXCYAXeeBYee(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右手定则判断：右手定则判断：各相各相绕组绕组中中感应感应电动势的正方向电动势的正方向CZee第第4页页/共共34页页5eA AA AX XeB BB BY YeC CC CZ Z t0EmEmeA AeB BeC C2 eA A=E Emmsin sin t teB B=E Emmsin(sin(t t 120120)eC C=E Emmsin(sin(t t 240240)=)=E Emmsin(sin(t t+120120)相序相序A-B-C三相交流电到达正最大值的顺序称为三相交流电到达正最大值的顺序称为三相交流电到达正最大值的顺序称为三相交流电到达正最大值的顺序称为相序相序相序相序。第第5页页/共共34页页61.三角函数式三角函数式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 tEA.EB.EC.120o120o120o第第6页页/共共34页页7对称三相电动势的瞬时值之和为对称三相电动势的瞬时值之和为 0最大值相等最大值相等最大值相等最大值相等频率相同频率相同频率相同频率相同相位互差相位互差相位互差相位互差120120 称为对称称为对称称为对称称为对称三相电动势三相电动势三相电动势三相电动势三个正弦交流电动势满足以下特征三个正弦交流电动势满足以下特征EA.EB.EC.120o120o120o第第7页页/共共34页页8二、三相电源的联接二、三相电源的联接ABCEAECEBUAUBUCUBCUABUCA1 1、发电机、发电机、发电机、发电机绕组星形绕组星形绕组星形绕组星形联接联接联接联接（绕组末端（绕组末端（绕组末端（绕组末端XYZXYZ连一起）连一起）连一起）连一起）UAEA=UBEB=ECUC=发电机发电机发电机发电机绕组星形绕组星形绕组星形绕组星形联接联接联接联接,可提供两种数值的电压。可提供两种数值的电压。可提供两种数值的电压。可提供两种数值的电压。相电压相电压线电压线电压N中中性性点点(零零点点)中性线中性线(零线零线)相线相线(火线火线)相线相线相线相线UABUAUB=UBCUBUC=UCAUCUA=第第8页页/共共34页页9=UP 120UB30发电机发电机绕组星形绕组星形联接时线电压与相电压的关系联接时线电压与相电压的关系UABUAUB=3030UAUBUCUABUBUBCUCUCAUA=UP 0UA相电压相电压线电压线电压UC=UP+120在大小关系上，线电压是相电压的在大小关系上，线电压是相电压的 倍，在相位上倍，在相位上,线线电压比相应的相电压超前电压比相应的相电压超前30。UPUA=30=UP 30UBC=UB 30=UP 90UCA=UC 30=UP+150第第9页页/共共34页页10 发电机发电机绕组星形绕组星形联接，已知线电压联接，已知线电压 UCA=380 120 V，试求：试求：UBCUABUAUBUC和和、303030UAUABUCAUBCUBUC=380 0 VUAB解：由相量图得解：由相量图得UBC=380 120 VUA=220 30 VUB=220 150 VUC=220 90 VUP=Ul/=380/=220V例例第第10页页/共共34页页11ABCN对称负载对称负载不对称负载不对称负载当单相负载的当单相负载的额额定电压等于电源定电压等于电源的相电压的相电压时时,应将应将负载接在相线与负载接在相线与中性线之间。中性线之间。一、三相四线制电路一、三相四线制电路一、三相四线制电路一、三相四线制电路-负载负载负载负载Y Y型连接的三相电路型连接的三相电路型连接的三相电路型连接的三相电路2.8.2 三相电路中负载的连接方法三相电路中负载的连接方法第第11页页/共共34页页12ABCUAUBUCNZAZBZCIAINIBIC（1 1）三相不对称负载三相不对称负载三相不对称负载三相不对称负载IA=UAZAIB=UBZBIC=UCZC=INIAIBIC+NABC每相负载上的电压等于电源的相电压每相负载上的电压等于电源的相电压,可分别计算各相可分别计算各相负载中的电流负载中的电流,即即第第12页页/共共34页页13（2 2）三相对称负载三相对称负载三相对称负载三相对称负载ZA=ZB=ZC=Z ,ABCUAUBUCNNZAZBZC ABIAIBICCIA与与 是一组对称三相电流，是一组对称三相电流，IC、IBIN中性线电流中性线电流=INIAIBIC+=0三相对称负载时可以不要中性线。三相对称负载时可以不要中性线。IBICUAUBUC IA相量图相量图断开中性线后断开中性线后,仍有仍有 UN=UNUP Z 第第13页页/共共34页页14ABCUAUBUCNZAZBZCINIBIC 在有中性线和无中性线两种情况下，分析在有中性线和无中性线两种情况下，分析A相负载发生相负载发生短路短路或或断路断路时电路的工作情况。时电路的工作情况。（1 1）有中性线）有中性线）有中性线）有中性线 ,A,A相负载发生短路相负载发生短路相负载发生短路相负载发生短路FU短路短路IA很大很大熔断熔断=0IA 仅仅A相熔断器熔断相熔断器熔断,B相、相、C相负载仍正常工作。相负载仍正常工作。NABCFUFU例例2.13第第14页页/共共34页页15ABUAUBNZAZBIB（2 2）无中性线）无中性线）无中性线）无中性线 ,A,A相负载发生短路相负载发生短路相负载发生短路相负载发生短路FU短路短路IAB相、相、C相负载承受电源线电压，相负载承受电源线电压，IB、IC增大，增大，IB=(IAIC+)，FU不一定熔断，不一定熔断，B相、相、C相负载损坏。相负载损坏。NABC UCZCICCFUFU第第15页页/共共34页页16ABUAUBNZAZBINIB（3 3）有中性线）有中性线）有中性线）有中性线,A,A相断路相断路相断路相断路SB相、相、C相负载正常工作。不受影响。相负载正常工作。不受影响。FUNABC UCZCICCFU FU 第第16页页/共共34页页17（4 4）无中性线）无中性线）无中性线）无中性线 ,A,A相断路相断路相断路相断路B相、相、C相负载串联，接在线电压相负载串联，接在线电压UBC上，仍不能正常工作上，仍不能正常工作ABUAUBNZAZBIBSFUNABC UCZCICCFUFU第第17页页/共共34页页18从上面的例题可以看出从上面的例题可以看出从上面的例题可以看出从上面的例题可以看出:1、负载不对称而又没有中性线时、负载不对称而又没有中性线时,负载的相电压就不负载的相电压就不对称对称,有的相的电压高于有的相的电压高于(如如2)负载的额定电压负载的额定电压,有的低有的低于于(如如4)负载的额定电压。这都是不允许的。负载的额定电压。这都是不允许的。2、不对称负载、不对称负载星形星形联接时必须有中性线。联接时必须有中性线。中性线的中性线的作用就在于使作用就在于使星形星形联接的不对称负载的相电压对称。联接的不对称负载的相电压对称。中性线中性线(指干线指干线)内不应接入熔断器或闸刀开关内不应接入熔断器或闸刀开关,以保证以保证中性线不断开。中性线不断开。第第18页页/共共34页页19ABCN当负载的当负载的额定电压等于电源的线电压额定电压等于电源的线电压时时,应将负载接在应将负载接在两根相线之间两根相线之间,形成形成三角形联接。三角形联接。AX BYCZ二、负载三角形联接的三相电路二、负载三角形联接的三相电路第第19页页/共共34页页20ABCZBCZCAZABUBCUABUCAIBICIAIBCIABICA 三相负载三相负载三角形三角形联接时，负载的联接时，负载的相电压相电压等于电源的等于电源的线电压。因此，不论负载对称线电压。因此，不论负载对称与否，其与否，其相电压总是对称相电压总是对称的。的。IAB=UABZABIBC=UBCZBCICA=UCAZCA相电流相电流线电流线电流IBIBCIAB=IAIABICA=ICICAIBC=（1.1.）不不不不对称负载对称负载对称负载对称负载三角形三角形三角形三角形联接联接联接联接第第20页页/共共34页页21（2.2.）对称负载）对称负载）对称负载）对称负载三角形三角形三角形三角形联接联接联接联接ABCZBCZCAZABUBCUABUCAIBICIAIBCIABICAZ ZABAB=Z=ZBCBC=Z=ZCACA=Z=Z=Z Z 与与 是一组对称三相电流；是一组对称三相电流；、IBCIABICA相电流相电流IA与与 也是一组对称三相电流。也是一组对称三相电流。IC、IB线电流线电流IBIBCIAB=IAIABICA=ICICAIBC=第第21页页/共共34页页22对称负载对称负载三角形三角形联接时，电压、联接时，电压、电流的相量图电流的相量图UBCUABUCA30o IAIABICAIBCICA30oICIBC30oIBIAB=3IAIAB-30=3IBIBC-30=3ICICA-30 在大小关系上，线电流是相电流的在大小关系上，线电流是相电流的 倍，在相位上倍，在相位上,线线电流比相应的相电流滞后电流比相应的相电流滞后30。_3 第第22页页/共共34页页23ABCIBICIBCIABICARRRNIAIAI IANAN 三相对称电源三相对称电源 ,三相电阻炉每相三相电阻炉每相UAB0o=380V负载负载R=38 ,UN=380V。接在。接在A与与N之间的单相负载之间的单相负载 P=1100W,cos=0.5(感性感性),试求各相电流和线电流试求各相电流和线电流,并画出相量图并画出相量图。IAB=10 0o AIBC=10 120o AICA=10 120o AP=UAIANcos =220 IAN0.5=1100 W IAN=10 A解：解：例例2.14第第23页页/共共34页页24UBCUABUCAIAIABICAIBCI IANAN IBICIA51.2o=24 51.2oA=17.3 150oAIB=17.3 +90oAIC IAN=10 90oA=10 3 30oA=10 3 150oAIA=IAIAN+=j10+15 j5 3=15 j18.6630o30o30o=220UAV30 ICICAIBC=10 3+90oAIABICA=IAIBIBCIAB=第第24页页/共共34页页25一、三相不对称负载一、三相不对称负载一、三相不对称负载一、三相不对称负载1.有功功率：有功功率：P=PA+PB+PC2.无功功率：无功功率：Q=QA+QB+QC，QA=UAPIAPsin A 3.视在功率：视在功率：S=P2+Q2=3 Ul Il cos 2.无功功率：无功功率：Q=3QA=3UP IPsin =3 Ul Il sin 3.视在功率：视在功率：S=P2+Q2=3 Ul Il,PA=UAPIAPcos A Y:Ul=3 UP;Il=IP :Ul=UP;Il=3 IP1.有功功率：有功功率：P=3PA=3UP IP cos 2.8.3 三相功率三相功率二、三相对称负载二、三相对称负载二、三相对称负载二、三相对称负载注意注意:式中的式中的 角仍为相电压与相电流之间的相位差角仍为相电压与相电流之间的相位差.电源线电源线电源线电源线电压电压电压电压负载相负载相负载相负载相电压电压电压电压第第25页页/共共34页页26P=PA+PB+PCP=PA+PB+PCP=3UpIpcos =IN 0；Ip=Ul=UP IP=P=PA+PB+PCUN 0；求；求UN 无中线无中线有中线有中线不对称不对称负载负载Ul，UpIl，Ip，P Il=Ip；IN=0Ul=UP对称对称负载负载Ul，UpIl，Ip，P接法接法Y接法接法负载联接负载联接参数参数第第26页页/共共34页页27 三相负载，三相负载，三相负载，三相负载，Y Y形接法、形接法、形接法、形接法、接法的计算接法的计算接法的计算接法的计算三相对称电源三相对称电源,三角形接法的对称负载三角形接法的对称负载星形接法的对称负载星形接法的对称负载求：各线电流求：各线电流 、ABC（电感性负载）（电感性负载）例例第第27页页/共共34页页28解答解答ABC第第28页页/共共34页页29三角形接法：三角形接法：ABC已知：已知：电阻负载电阻负载第第29页页/共共34页页30三角形接法：三角形接法：ABC第第30页页/共共34页页31星形接法：星形接法：ABC已知：已知：电感性负载电感性负载第第31页页/共共34页页32星形接法：星形接法：ABC电感性负载电感性负载第第32页页/共共34页页33ABC第第33页页/共共34页页34本章小结：本章小结：1.1.搞清对称三相负载搞清对称三相负载搞清对称三相负载搞清对称三相负载Y Y和和和和联结时相线电压、相线联结时相线电压、相线联结时相线电压、相线联结时相线电压、相线 电流关系。电流关系。电流关系。电流关系。2.2.掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正 确联接方法，理解中线的作用。确联接方法，理解中线的作用。确联接方法，理解中线的作用。确联接方法，理解中线的作用。3.3.掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。第第34页页/共共34页页