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书名 电工电子技术及应用第2版作者 申凤琴主编ISBN 978 7 111 13691 0出版社 机械工业出版社本书配有电子课件 教材详情 请点击查阅机械工业出版社教材服务网 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 第三章三相交流电路 第一节对称三相正弦量第二节三相电源和负载的连接第三节三相电路的计算第四节对称三相电路的功率 返回主目录 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 第一节对称三相正弦量 对称三相正弦电压是由三相发电机产生的 它们的频率相同 振幅相等 相位彼此相差 我们把这样一组正弦电压称为对称三相正弦电压 图3 1 三相分别称为U相 V相和W相 三相电源的始端 也叫相头 分别标以U1 V1 W1 末端 也叫相尾 分别标以U2 V2 W2 如图3 1所示 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 对称三相电压解析式为 3 1 对称三相电压波形图与相量图分别如图3 2a b所示 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 对称三相正弦电压瞬时值之和恒为零 这是对称三相正弦电压的特点 也适用于其它对称三相正弦量 从图3 2的波形图或通过计算均可得出上述结论 即解析式之和为零 即 从相量图上可以看出 对称三相正弦电压的相量和为零 即 对称三相正弦电压的频率相同 振幅相等 其区别是相位不同 相位不同 表明各相电压到达零值或正峰值的时间不同 这种先后次序称为相序 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 图3 2 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 第二节三相电源和负载的联结 一 三相电源的星形联结 如图3 3所示 把三相电源的负极性端即末端接在一起成为一个公共点 叫做中性点 用N表示 由始端U1 V1 W1引出三根线作为输电线 这种联接方式称为星形联接 由始端U1 V1 W1引出的三根线叫作端线 从中性点引出的线叫作中性线 也称零线 端线与中性线之间的电压称为相电压 用符号 表示 即每相电源的电压 端线之间的电压即 称为线电压 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 图3 3 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 根据基尔霍夫定律可得 用相量表示 设对称三相电源每相电压的有效值用表示 线电压的有效值用表示 如果以作为参考相量 即 则根据对称性有 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 相电压和线电压的相量图如图3 4所示 从图中可见 线电压 分别比相电压 超前角 而且 3 4 图3 4 电工电子技术及应用高职高专ppt课件 由于三个线电压的大小相等 相位彼此相差 所以它们也是对称的 即 由上述相量计算或相量图分析均可得出结论 当三个相电压对称时 三个线电压也是对称的 线电压的有效值是相电压有效值的倍 线电压超前对应的相电压 流过端线的电流叫做线电流 二 三相电源的三角形联结 如图3 5所示 将三相电源的相头和相尾依次联结 从三角形的三个顶点引出三根线作为输电线 这种联接方式称为三角形联接 由图3 5可以看出 三相电源三角形联接时各线电压就是对应的相电压 在图3 5中 根据基尔霍夫电流定律可得 用相量表示 如果电源的三个相电流是一组对称正弦量 那么按上述相量关系式作相量图如图3 6所示 由图可知 三个线电流也是一组对称正弦量 图3 5 图3 6 若对称相电流的有效值用表示 对称线电流的有效值用表示 由相量图可得 3 5 当三相电流对称时 线电流的有效值是相电流有效值的倍 线电流滞后对应的相电流 即 3 6 三 三相负载的联结 三相负载中 如果各相的复阻抗相等 则称为对称三相负载 否则就是不对称三相负载 为了满足负载对电源电压的不同要求 三相负载也有星形和三角形两种联接方式 如图3 7a所示为三相负载的星形联接 为负载中性点 如图3 7b所示为三相负载的三角形联接 每相负载的电压称为负载的相电压 每相负载的电流称为负载的相电流 其参考方向如图3 7所示 图3 7 星形联结的对称三相电源如图3 8所示 已知线电压为380V 若以为参考相量 试求相电压 并写出各电压相量 根据式 3 4 得相电压 则 根据式 3 3 各线电压 例3 1 解 图3 8 第三节三相电路的计算 一 对称三相电路的计算 由对称三相电源和对称三相负载组成的电路称为对称三相电路 三相星形电源和三相星形负载组成的电路若有中性线 就成为三相四线制电路 其余各种联结均为三相三线制电路 在三相四线制电路中 线电流的参考方向是由电源端流向负载端 而中性线电流的参考方向规定为负载端流向电源端如图3 10所示 根据基尔霍夫电流定律可得 图3 10例3 3电路图 对称三相电路中 线电流 相电流 线电压和相电压都是对称的 因此三个线电流的相量和等于零 即中性线电流为零 中性线电流为零说明N点与电位相等 此时有无中性线对电路没有任何影响 若不考虑输电线阻抗 负载上的相电压就是对应的电源相电压 因此只需计算一相的电流 电压即可以根据对称性推出其余两相的电流 电压 这就是对称三相电路计算的特点 例3 2 解 一组对称三相星形负载 复阻抗 接于线电压 的对称三相电源上 试求各相电流 由于电路对称 只需要计算其中一相即可推出其余两相 设L1相电压为参考相量 则 L1相电流 其余两相电流为 例3 3 如图3 10所示为对称Y 联接电路 已知电源电压 负载阻抗 输电线阻抗 载的相电流及线电流 求负 解 负载上的相电流为 由于对称性 得 负载端的线电流为 二 中性线的作用 在三相电路中 只要有一部分不对称就成为不对称三相电路 一般情况下 三相电源认为总是对称的 输电线阻抗也是对称的 不对称主要是因为负载的不对称 使三相电路失去对称特点 在照明电路中 常把单相设备组合成三相负载 如某栋大楼的单相用电设备分组分别接在L1 L2 L3三相上 虽然设计时尽量使它们均衡 但使用中仍然无法平衡 这就造成负载的不对称 尤其是电路发生故障时 负载的不对称程度更加严重 例3 4 解 图3 11所示为三相四线制照明电路 负载为纯电阻 其中Ru 100 Rv 140 Rw 60 负载的额定电压均为220V 电源的相电压为220V 试求 1 各相负载和中性线上的电流 2 L1相负载断开后L2 L3相负载的电流和中性线的电流 3 L1相负载断开 且中性线也同时断开 求L2 L3相负载的电压 这是一个不对称三相电路 由于采用三相四线制 且忽略输电线阻抗 所以每相电源电压直接加在对应负载两端 因此 三相负载的相电压仍然对称 图3 11 1 各相负载电流设 则 由KCL得中性线电流 2 L1相负载断开后 由于中性线的存在 L2相负载和L3相负载的电压不变 因此 不变 中性线电流变为 中性线电流上升 说明负载的不对称程度越大 中性线电流就越大 反之 负载越接近对称 中性线电流就越接近于零 3 L1相负载断开且无中性线 L2相负载上的电压 L3相负载上的电压 由以上分析计算 可以得出 1 三相四线制电路中 即使负载不对称 负载上的相电压也是对称的 这就是低压供电系统采用三相四线制的原因 2 负载不对称而又无中性线时 负载上的电压不再对称 负载电压不对称 导致有的相电压过高 有的相电压过低 都不符合负载额定电压的要求 这是不允许的 3 中性线的作用就是使不对称星形负载的相电压对称 为了确保负载正常工作 中性线就不能断开 因此 中性线上不允许装熔断器或开关 必要时还须用机械强度较高的导线做中性线 第四节对称三相电路的功率 在三相交流电路中 三相负载消耗的总功率就等于各相负载消耗的功率之和 即 每相负载的功率 一组对称三角形负载 每相阻抗现接在对称三相电源上 测得相电压为380V 相电流为3 5A 试求此三角形负载的功率 由式 3 7 可求得三相负载的功率为 又因为负载为三角形联结 则 三相负载的功率 由式 3 8 可得 两种方法计算的结果相同 例3 5 解 谢谢观看 祝同学们学习愉快 本章电子教案制作 杨宏