三相交流电路-公开课件（讲义）.ppt

2.4 三相交流电路 三相电源 2.4.2 三相电路的计算 二、负载为星型 三、负载为对称三角形 对称三角形负载转换成对称星型负载 例1: 例2： 解： * 三相交流电路 * * ? ? ? U X Y W V Z S N 定子 转子 ? 定子中放三个线圈： U _ X V _ Y W_ Z 首端 末端 三线圈空间位置各差120o 转子装有磁极并以? 的速度旋转。 三个线圈中便产生三个单相电动势。 一、对称三相电源的产生 2.4.1 三相交流电源 1. 瞬时值表达式与相量图 2. 波形图 ? t O u 120° 120° 120° uU uV uW 三相制，在发电、输电、用电方面有很多优点，主要有： (1) 三相发电机比单相发电机输出功率高。 (3) 性能好：三相电路的瞬时功率是一个常数，对三相电动机来说，意味着产生机接转矩均匀，电机振动小。 (2) 经济：在相同条件下(输电距离，功率，电压和损失)三相供电比单相供电省铜。 (4) 三相制设备(三相异步电动机，三相变压器)简单，易于 制造，工作经济、可靠。 由于上述的优点，三相制得到广泛的应用。 3.三相制的优点 （中线） （火线） （火线） （火线） L1 U + V + L3 L2 W + N 三相四线制供电 零线（中线）：N 火线（相线）: L1 L2 L3 相电压UP：火线对零线间的电压。 线电压UL：火线间的电压。 线电压与相电压的关系： 30? 一、对称三相负载及其联结 U V W N Zu Zw Zv 星型(Y型)联结 三角形(?型)联结 U V W Zvw Zuv Zwu + _ + _ _ + N n Zu Zv Zw U V W u v w 如果负载对称，即Zu=Zv=Zw，那么N和n两点等电位，其中电流为零。这样，三相电路的计算简化为单相电路的计算。 + – U N n u Zu 或者，电源和负载的中心点之间有连线——中性线，同样如此。 负载上的 相电流与线电流相等。 结论： 负载对称，有无中性线，对电路情况没有影响。 如果没有中性线，可将中性线连上。 ② 对称情况下，各相电压、电流都是对称的。 只要算出某一相的电压、电流， 则其他两相的电压、电流可直接写出。 但需注意：相位，相差120° ① 负载对称，UnN=0 ，中性线电流为零。 ③ 不对称情况下，各相电流都是不对称的。 只要存在中性线，各个负载的电压就是各自的相电压， 可以分别计算各个负载的电流。 + _ + _ _ + N Z Z Z U V W u v w 负载上的 相电压与线电压相等。 故上述电路也可只计算一相，根据对称性即可得到其余两相。 线电流与相电流也是对称的，线电流大小是相电流的 倍，相位落后相应相电流30°，即 + _ + _ _ + N Z Z Z U V W u v w n Z/3 + – U N n u Z/3 相电流大小是线电流的 倍， 相位超前30°。 1. 对称三相电路的平均功率P 三相电路的功率 对称三相负载Z?? , Pp=UpIpcos? 三相的总功率 P=3Pp=3UpIpcos? 负载功率与负载的联结方式无关。 注意： ? 为相电压与相电流的相位差角(每相的阻抗角)， 不要误以为是线电压与线电流的相位差。 2. 无功功率 Q=QU+QV+QW= 3Qp 3. 视在功率 4. 瞬时功率 单相：瞬时功率脉动 三相：瞬时功率平稳， 转矩 m ?p 可以得到均衡的机械力矩。 wt p O 3UIcos? pU w t O UIcos? 总瞬时功率：p=pU+pV+pW=3UIcos? （常数） 如果三相的负载对称，则 有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 29?, 等效 感抗XL=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，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于UL =380 V的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于UL=220 V的三相电源上。 解: (1) (2) 比较(1), (2)的结果: 有的电动机有两种额定电压, 如220/380 V。 当电源电压为380 V时, 电动机的绕组应联结成星形； 当电源电压为220 V时, 电动机的绕组应联结成三角形。 　在三角形和星形两种联结法中, 相电压、相电流 以及功率都未改变，仅三角形联结情况下的线电流 比星形联结情况下的线电流增大　 倍。