電路教學課件 作者 王向軍 電子課件-按章組織 09第九章:三相電路.ppt

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第9章 三相電路 9.1 對稱三相電路9.2 不對稱三相電路9.3 三相電路的功率及測量 三相電路是由三個頻率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦電動勢作為供電電源的電路。 三相電路的優點:(1)發電方面:比單相電源可提高功率; (2)輸電方面:比單相輸電節省電纜線。 以上優點使三相電路在動力方面獲得了廣泛應用,是目前電力系統采用的主要供電方式。三 相 電 路ooIZBXCYooIZBXCYNSooIωAZBXCY定子轉子9.1 對稱三相電路一、三相交流電動勢的產生定子中放三個線圈:A ? XB ? YC ? Z首端末端三線圈空間位置各差120o轉子裝有磁極并以? 的速度旋轉。三個線圈中便產生三個單相電動勢。1、瞬時值表達式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC2、波形圖 ?t 0uAuBuuC3、相量表示4、對稱三相電源的特點正序(順序):A—B—C—A負序(逆序):A—C—B—AABC相序的實際意義:對三相電動機,如果相序反了,就會反轉。以后如果不加說明,一般都認為是正相序。DABC123DACB123正轉反轉5、對稱三相電源的相序ABC三相電源中各相電源經過同一值(如最大值)的先后順序正序負序二、三相電路的聯接把三個繞組的末端 X, Y, Z 接在一起,把始端 A,B,C 引出來+–ANX+–BY+–CZA+–X+–+–BCYZABCN 把X, Y, Z 接在一起的點稱為Y聯接對稱三相電源的中性點,用N表示。(1)星形聯接(Y聯接)1、三相電源的聯接方法(2)三角形聯接(?聯接)+–AXBYCZ+–+–A+–X+–+–BCYZABC三角形聯接的對稱三相電源沒有中性點。三個繞組始、末端順序相接。名詞介紹:(1) 端線(火線):始端 A, B, C 三端引出線。(2) 中線(零線):中性點N引出線, ?接無中線。(3) 三相三線制與三相四線制。(5) 相電壓:每相電源的電壓。(4) 線電壓:端線與端線之間的電壓。A+–X+–+–BCYZABCNA+–X+–+–BCYZABC2、三相負載及其聯接 三相電路的負載由三部分組成,其中每一部分叫做一相負載,三相負載也有星型和三角形兩種聯接方式。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'ZBCZCAZAB星形聯接三角形聯接稱三相對稱負載負載的相電壓:每相負載上的電壓。線電流:流過端線的電流。相電流:流過每相負載的電流。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'ZBCZCAZAB負載的線電壓:負載端線間的電壓。名詞介紹:3、三相電路 三相電路就是由對稱三相電源和三相負載聯接起來所組成的系統。工程上根據實際需要可以組成:電源YY△負載電源△Y△負載當組成三相電路的電源和負載都對稱時,稱對稱三相電路+–AN+–B+–CZZZN’三相四線制+–+–+–ABCZZZY△YY三相三線制(1) Y聯接三、對稱三相電源線電壓(電流)與相電壓(電流)的關系A+–X+–+–BCYZABCN設1、線電壓與相電壓的關系利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關系:線電壓對稱(大小相等,相位互差120o)一般表示為:30o30o30o對Y接法的對稱三相電源 所謂的“對應”:對應相電壓用線電壓的 第一個下標字母標出。1) 相電壓對稱,則線電壓也對稱。3) 線電壓相位領先對應相電壓30o。 結論(2) ?聯接即線電壓等于對應的相電壓。A+–X+–+–BCYZABC 以上關于線電壓和相電壓的關系也適用于對稱星型負載和三角型負載。2、線電流和相電流的關系A+–+–+–BCABCNA'B'C'N'ZZZ星型聯接時,線電流等于相電流。結論(1) Y聯接線電流:令30o30o30o+_+__+NZZZABCabc相電流(2) ?聯接結論 2) 線電流相位滯后對應相電流30o。 四、對稱三相電路的計算 對稱三相電路由于電源對稱、負載對稱、線路對稱,因而可以引入一特殊的計算方法。1、Y–Y聯接(三相三線制)+_+__+NnZZZABCabc以N點為參考點,對n點列寫節點方程:+_+__+NnZZZABCabc負載側相電壓:因N,n兩點等電位,可將其短路,且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計算化為單相電路的計算。+_+__+NnZZZABCabcA相計算電路也為對稱電壓+–ANnaZ計算電流:為對稱電流結論1) UnN=0,電源中點與負載中點等電位。有無 中線對電路情況沒有影響。2) 對稱情況下,各相電壓、電流都是對稱的,可采用一相(A相)等效電路計算。只要算出一相的電壓、電流,則其它兩相的電壓、電流可按對稱關系直接寫出。3) Y形聯接的對稱三相負載,其相、線電壓、電流的關系為:2、 Y–?聯接+_+__+NZZZABCabc負載上相電壓與線電壓相等:計算相電流:線電流:1) 負載上相電壓與線電壓相等,且對稱。 2) 線電流與相電流也是對稱的。線電流大小是相電流的 倍,相位落后相應相電流30°。 故上述電路也可只計算一相,根據對稱性即可得到其余兩相結果。結論+_+__+NZZZABCabc3、電源為?聯接時的對稱三相電路的計算 將?接電源用Y接電源替代,保證其線電壓相等,再根據上述Y–Y, Y– ?接方法計算。+–+–+–ABC+–+–+–NABCN例1b+++___ACBZZlZlZlZZac+–ANnaZ/3Zl(1) 將所有三相電源、負載都化為等值Y—Y接電路; (2) 連接各負載和電源中點,中線上若有阻抗不計;(3) 畫出單相計算電路,求出一相的電壓、電流:(4) 根據? 接、Y接時 線量、相量之間的關系,求出原電路的電流電壓。(5) 由對稱性,得出其它兩相的電壓、電流。 對稱三相電路的一般計算方法:一相電路中的電壓為Y接時的相電壓。一相電路中的電流為線電流。9.2 不對稱三相電路 在三相電路中,只要電源或負載有一部分不對稱就稱為不對稱三相電路。對于不對稱的三相電路一般不能用上節所講過的歸結為一相的計算方法。 一般來講,電源總是對稱的(發電廠送出來的),不對稱都是由負載不對稱而造成的,所以本節只討論負載不對稱的情況。 一、三相四線制電路 負載不對稱,即不相等。 分析: 相電流不對稱有 中線電流為 二、三相三線制電路中性點間的電壓為 各相電壓為 由于負載不對稱,從而造成負載中性點與電源中性點不是等位點,此現象我們稱之為中性點位移。中性點位移相量圖,如圖所示。三、不對稱三相電路的一般計算方法 不對稱三相電路分析時,如果有中線,分析的方法為三相四線制電路每單相分別計算(注意,中點電流不為零)。對于不含中線的三相不對稱電路,一般采用節點法分析。 CRA B NLC例6.7.2 已知:三相負載R、L、C以及三相線電壓:求:各相、各線及中線電流。三相四線制 CRA B NLC解:(1) 相電壓線電壓(2) 相電流 CRA B NLC(3) 中線電流(4) 各電流相量關系AN'NCB求:各相電流。例6.7.3已知:每盞燈的額定值為: 220V、 100W用節點電壓法AN'NCBRRRRNN'ABC三相三線制 每盞燈為220V、 100WRRRRNN'ABC、、代入R值得:1、對稱三相電路的平均功率P三相總功率 P=3Pp=3UpIpcos? 對稱三相負載Z=|Z|??對稱三相負載ZPp=UpIpcos? 一相負載的功率對稱三相電路平均功率:9.3 三相電路的功率注意:(1) ? 為相電壓與相電流的相位差角(阻抗角),不 要誤以為是線電壓與線電流的相位差。(2) cos?為每相的功率因數,在對稱三相制中即三相 功率因數: cos?A= cos?B = cos?C = cos? 。3、視在功率2、無功功率Q=QA+QB+QC=3Qp4、三相電路功率的測量(1) 三表法:若負載對稱,則需一塊表,讀數乘以3。*三相負載WWWABCN*****(2) 二表法:若W1的讀數為P1,W2的讀數為P2 ,則P=P1+P2 即為三相總功率。三相負載W1ABC****W2證明:(設負載為Y接)p=uAN iA + uBN iB+ uCN iC iA + iB+ iC=0 (KCL) iC= –(iA + iB) p= (uAN – uCN)iA + (uBN – uCN) iB = uACiA +uBC iB P=UACIAcos? 1 + UBCIBcos? 2 iAABCiBiCN? 1 :uAC 與iA的相位差, ? 2 :uBC 與iB的相位差。 只有在 iA+iB+iC=0 這個條件下,才能用二表法。 不能用于不對稱三相四線制。注意: 兩塊表讀數的代數和為三相總功率,每塊表的 單獨讀數無意義。 兩表法測三相功率的接線方式有三種,注意功 率表的同名端。求:(1) 線電流和電源發出總功率;  (2) 用兩表法測電動機負載的功率,畫接線圖,求兩表讀數。例:Ul =380V,Z1=30+j40?,電動機PD =1700W,cos? =0.8(感性)。解:(1)DABCZ1電動機ZD一相電路:電動機負載:總電流:(2) 兩表的接法如圖。W1****W2DABCZ1電動機表W1的讀數P1:P1=UACIA2cos? 1= 380?3.23cos(–30?+36.9? ) = 380?3.23cos(6.9?)=1219W表W2的讀數P2:P2=UBCIB2cos?2= 481.6W
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