电工与电子学ppt课件第五章三相电路

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电工与电子学,*,回主页,总目录,章目录,上一页,下一页,退出,第5章 三相电路,5.1 三相电压,5.2 负载星形联结的三相电路,5.3 负载三角形联结的三相电路,5.4 三相功率,教学内容,11/19/2024,电工与电子学,第5章 三相电路5.1 三相电压5.2 负载星形联结的,1,掌握三相四线制电路中单相及三相负载的正确联结，并了解中性线的作用；掌握相电压（相电流）与线电压（线电流）在对称三相电路中的相互关系；掌握对称三相电路电压、电流和功率的计算方法。,教学要求,重点,三相电源与三相负载的正确联结，对称三相电路的计算。,11/19/2024,电工与电子学,掌握三相四线制电路中单相及三相负载的正确联结，并了解,2,难点,负载三角形联结的三相电路计算。,学时数,讲课3学时，习题1学时。,11/19/2024,电工与电子学,难点负载三角形联结的三相电路计算。学时数讲课3学时，习题1学,3,5.1,三相电压,5.1.1,三相电压,每相电枢绕组,e,e,+,-,+,-,+,-,u,1,U,1,U,2,-,三相交流发电机的原理图,+,+,+,S,N,+,-,U,1,U,2,W,1,W,2,V,2,V,1,11/19/2024,电工与电子学,5.1 三相电压5.1.1 三相电压每相电枢绕组ee+-+,4,例如：三相对称正弦电压,相,量,表,示,三相对称交流电：,幅值相等，频率相同，相位互差120,。,瞬,时,表,示,相,量,图,表,示,5.1 三相电压,O,u,t,u,1,u,2,u,3,波,形,表,示,11/19/2024,电工与电子学,例如：三相对称正弦电压相三相对称交流电：幅值相等，频率相同，,5,三相对称正弦电压的瞬时值或相量之和为零，即,相序：,三相交流电压出现正幅值,(,或相应零值,),的顺序。,电力系统一般采用正序，即,U,1,V,2,W,3,。,三相电源的联结方式,星形联结,三角形联结,5.1 三相电压,结论：三相对称交流电的瞬时值或相量之和为零。,相序分为正序（顺序）和反序（逆序）。,11/19/2024,电工与电子学,三相对称正弦电压的瞬时值或相量之和为零，即相序：三相交流电压,6,+,-,u,3,+,-,u,12,+,-,u,23,+,-,u,31,+,-,u,2,+,-,u,1,中性线,(,零线,),中性点,(,零点,),发电机的星形联结,5.1.2,三相电源的星形联结,5.1 三相电压,U,1,V,1,W,1,N,L,1,L,2,L,3,i,2,i,3,i,1,相电压：,u,1,、,u,2,、,u,3,线电压：,u,12,、,u,23,、,u,31,相线,(,端线、火线,),相线,(,端线、火线,),相线,(,端线、火线,),线电流：,i,1,、,i,2,、,i,3,i,U,i,V,i,W,相电流：,i,U,、,i,V,、,i,W,11/19/2024,电工与电子学,+-u3+-u12+-u23+-u31+-u2+-u1中性线,7,线电压与相电压的关系,5.1 三相电压,30,线电压的有效值一般用,U,l,表示,相电压的有效值一般用,U,p,表示,电源星形联结时，电源的线电流等于相电流,线电流与相电流的关系,11/19/2024,电工与电子学,线电压与相电压的关系5.1 三相电压 30线电压的有效值一,8,发电机（或变压器）的绕组连成星形时，可以形成（视负载对称与否）三相四线制电路，有可能（视负载的联结方式而定）给负载提供两种电压，即相电压与线电压。,通常在低压配电系统中（三相四线制）相电压为,220V,，线电压为,380V,。,5.1 三相电压,5.1.3,三相电源的三角形联结,结论：电源星形联结时，三相线电压也是对称的，其大小为相电压的 倍，相位上超前对应的相电压 。,只能形成三相三线制电路，提供线电压。,11/19/2024,电工与电子学,发电机（或变压器）的绕组连成星形时，可以形成（,9,5.2,负载星形联结的三相电路,5.2.1,三相负载,三相负载的连接方式,三相负载的连接原则,星形联结,三角形联结,负载的额定电压应当等于电源提供的电压，若不等于，则需用变压器；,单相负载应当比较均匀地分配在各相之中。,负载对称,负载不对称,负载对称,负载不对称,11/19/2024,电工与电子学,5.2 负载星形联结的三相电路5.2.1 三相负载三相负载的,10,电灯,(,单相负载,)的,额定电压为220V,电动机,(,三相负载,)的,额定电压为380V,5.2 负载星形联结的三相电路,电灯与电动机的星形联结,L,1,L,2,L,3,N,11/19/2024,电工与电子学,电灯(单相负载)的额定电压为220V电动机(三相负载)的额定,11,5.2.2,负载星形联结的三相电路,5.2 负载星形联结的三相电路,N,L,1,L,2,L,3,+,-,u,1,+,-,u,2,+,-,u,3,i,1,i,2,i,3,i,N,负载星形联结的三相四线制电路,负载端的线电压：,任意两负载端线之间的电压。,负载端的相电压：,每相负载两端的电压。,负载端的相电压等于电源端的相电压。,负载端的线电压等于电源端的线电压。,11/19/2024,电工与电子学,5.2.2 负载星形联结的三相电路5.2 负载星形联结的三,12,将各相分别看作单相电路计算。,5.2 负载星形联结的三相电路,N,L,1,L,2,L,3,+,-,u,1,+,-,u,2,+,-,u,3,i,1,i,2,i,3,i,N,负载星形联结的三相四线制电路,Y：,三相三线制,Y,0,：,三相四线制,负载的线电流：,每根相线中的电流。,负载的相电流：,每相负载中的电流。,中线电流：,流经中线的电流。,线电流等于相电流,11/19/2024,电工与电子学,将各相分别看作单相电路计算。5.2 负载星形联结的三相电路N,13,不,对称三相负载星形,联结三相电路的计算,设电源相电压,为参考相量，则,5.2 负载星形联结的三相电路,每,相负载中,的电流分别为,11/19/2024,电工与电子学,不对称三相负载星形联结三相电路的计算设电源相电压 为参,14,中性线无电流通过，可去掉中性线,(,三相三线制电路,),因为电源与负载都对称，所以负载,电流也对称。,负载对称，即,归为一相的计算方法：,对于对称三相电路只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。,5.2 负载星形联结的三相电路,对称三相负载星形,联结三相电路的计算,11/19/2024,电工与电子学,中性线无电流通过，可去掉中性线(三相三线制电路)因为电源与负,15,例1：,有一星形联结的三相负载，每相的电阻,R,= 6,，感抗,X,L,= 8,。电源电压对称，设 ，试求电流。,5.2 负载星形联结的三相电路,解：,11/19/2024,电工与电子学,例1：有一星形联结的三相负载，每相的电阻R = 6，感抗X,16,例2：,有一星形联结的不对称三相负载,(,电灯组,),，在额定电压,(,220V,),下其电阻分别为,R,1,= 5,，,R,2,= 10,，,R,3,= 20,，电源电压对称，每相电压,U,p,=,220V。试求负载相电压、负载电流及中性线电流。,解：,5.2 负载星形联结的三相电路,负载相电压等于电源相电压，即220V。,11/19/2024,电工与电子学,例2：有一星形联结的不对称三相负载(电灯组)，在额定电压(2,17,例3：,有一星形联结的三相不对称负载,(电灯组)，,L,1,相短路时；L,1,相短路而中性线又断开时；试求各相负载上的电压。,解：,5.2 负载星形联结的三相电路,L,1,L,2,L,3,i,1,i,2,i,3,+,-,+,-,+,-,此时负载中性点 即为L,1,。,此时，L,2,相与L,3,相的电灯组上所加的电压都超过电灯的额定电压,(,220V,),，这是不允许的。,11/19/2024,电工与电子学,例3：有一星形联结的三相不对称负载(电灯组)，L1相短路时,18,5.2 负载星形联结的三相电路,例4：,有一星形联结的三相不对称负载,(电灯组)，,L,1,相断开时；L,1,相断开而中性线也断开时，试求各相负载上的电压。,L,1,L,2,L,3,i,1,i,2,i,3,+,-,+,-,+,-,解：,此时电路成为单相电路,L,2,L,3,i,+,-,-,+,L,3,相负载端电压高于额定电压；,L,2,相负载端电压低于额定电压。,11/19/2024,电工与电子学,5.2 负载星形联结的三相电路例4：有一星形联结的三相不对称,19,负载不对称而又没有中性线的星形联结，负载的相电压就不对称，此时势必引起有的相的电压高于负载的额定电压，有的相的电压低于负载的额定电压，使负载无法正常工作。,中性线的作用在于使星形联结的不对称负载的相电压对称。,为了保证负载的相电压对称，中性线不能断开，中性线,(,指干线,),内不允许接熔断器或闸刀开关。,结论,5.2 负载星形联结的三相电路,照明负载通常是不对称的，需采用三相四线制电路；,三相电动机通常是对称的，需采用三相三线制电路。,11/19/2024,电工与电子学,负载不对称而又没有中性线的星形联结，负载的相电压就不对称，,20,5.3,负载三角形联结的三相电路,i,1,i,12,i,23,i,31,u,23,+,-,L,1,L,2,L,3,i,2,i,3,u,12,+,-,u,31,+,-,负载的相电压等于电源的线电压。由于通常电源的线电压都对称，因此不论负载对称与否，其相电压总是对称的，即,负载的相电压等于其线电压；,负载的相电流不等于其线电流。,11/19/2024,电工与电子学,5.3 负载三角形联结的三相电路i1i12i23i31u,21,不对称负载三角形联结的相电流与线电流的关系,线电流,相电流,5.3 负载三角形联结的三相电路,11/19/2024,电工与电子学,不对称负载三角形联结的相电流与线电流的关系线电流 相电流5.,22,若负载对称，即,5.3 负载三角形联结的三相电路,对称负载三角形联结的相电流与线电流的关系,则负载的相电流也对称，即,11/19/2024,电工与电子学,若负载对称，即5.3 负载三角形联结的三相电路对称负载三角形,23,三相电动机的绕组可以联结成星形，也可以接成三角形，而照明负载一般都接成星形,(,具有中性线,),。,5.3 负载三角形联结的三相电路,由相量图可知负载的线电流对称，其大小为负载相电压的 倍，负载线电流滞后其相应相电流30。,11/19/2024,电工与电子学,三相电动机的绕组可以联结成星形，也可以接成三,24,1、应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关,2、负载的额定相电压电源的线电压时，,应做三角形联接,三相负载的联接原则,5.2 负载星形联结的三相电路,3、负载的额定相电压,电源线电压时，,应作星形(Y)联接,11/19/2024,电工与电子学,1、应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方,25,5.4,三相功率,不论负载是星形联结或是三角形,联结，总的有功功率必定等于各相有功功率之和。,对称负载三角形联结时,对称负载星形联结时,当负载对称时,11/19/2024,电工与电子学,5.4 三相功率 不论负载是星形联结或是三,26,总结：,不论对称负载是星形联结或是三角形联结，其功率均为：,角为相电压与相电流之间的相位差。,工程上功率通常用线电压和线电流表示，因为线电压和线电流的数值容易测量或是已知的。,5.4 三相功率,11/19/2024,电工与电子学,总结：不论对称负载是星形联结或是三角形联结，,27,例：,有一三相电动机，每相等效电阻,R,= 29,，,等效,感抗,X,L,= 21.8,，,试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率。,1、绕组为星形联结接于,U,l,= 380V的三相电源上。,2、绕组为三角形联结接于,U,l,= 220V的三相电源上。,解:1、,5.4 三相功率,11/19/2024,电工与电子学,例：有一三相电动机，每相等效电阻 R = 29，等效解:1,28,比较1、2结果：,有的电动机有两种额定电压，如220、380V。,解:2、,5.4 三相功率,当电源电压为,380,V时，电动机的绕组应联接成星形。,当电源电压为220V时，电动机的绕组应联接成三角形。,三角形和星形两种联接中，,相电压、相电流以及功率,都没变，仅三角形联接情况下的线电流比星形联接情况下的线电流增大 倍。,11/19/2024,电工与电子学,比较1、2结果：解:2、5.4 三相功率当电源电压为380V,29,