1、第4章 三相交流电路三相交流电路4.2 4.2 负载星形联接的三相电路负载星形联接的三相电路4.1 4.1 三相电压三相电压4.4 4.4 三相功率三相功率4.3 4.3 负载三角形联接的三相电路负载三角形联接的三相电路目 录4.1 4.1 三相电三相电压压1 1 三相电动势的产生三相电动势的产生NS 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，线根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，圈中产生感应电动势，其方向为由其方向为由AX。让线圈以让线圈以 的角速度顺时的角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，合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布
2、，线圈两端便可得到线圈两端便可得到单相单相交流电动势交流电动势。tEesin2AX返回返回三相交流发电机的原理图定子定子转子转子定子中放三个线圈：定子中放三个线圈：A XB YC 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120120o o 转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的角速度旋转。三个的角速度旋转。三个线圈中便产生线圈中便产生三个单相电动势三个单相电动势。AXCBZYSN+_三相交流发电机三相交流发电机产生三相电动势产生三相电动势返回返回2.2.三相电动势三相电动势240120tEetEetEemmmsinsinsinCBA)120sin(tEmBeCeAe0te60o波
3、形波形返回返回三相电动势的相量关系：三相电动势的相量关系：0CBAEEE)2321(120)2321(1200CBAjEEEjEEEEE幅值相等，频率相同，相位互差幅值相等，频率相同，相位互差120三相电动势的特征：三相电动势的特征：AEBECE返回返回3. 3. 三相交流电源的联接三相交流电源的联接星形接法星形接法 各相电动势的各相电动势的参考方向参考方向，选定自绕组的，选定自绕组的末端末端指向指向始端始端。NABCceBeAeAuBuCuuABXYZuCAuBC返回返回三相四线三相四线制供电制供电火线（相线）火线（相线）:ABC中线（零线）：中线（零线）：NNABCceBeAe相线相线（火
4、线）（火线）相线相线中线中线（零线）（零线）相线相线三相四线制供电三相四线制供电返回返回 三相电源三相电源星形接法的两组电压星形接法的两组电压CCBBAAeueueu相电压相电压：火线对零线间的电压火线对零线间的电压CeceBeACBNAeAuBuCuoPCoPBoPA2401200UUUUUUAUBUCU相电压相电压uA， uB， uC对称对称返回返回线电压线电压：火线间的电压火线间的电压ACCACBBCBAA BUUUUUUUUUACCACBBCBAABuuuuuuuuuABuBCuCAuCABN线电压也对称线电压也对称注意规定的注意规定的正方向正方向返回返回线电压和相电压的关系线电压和相
5、电压的关系303AA BUU)(BABAA BUUUUUBUBUAUCUA BU30o返回返回30 330 3CACCABCBBCUUUUUUUU 同同理：理：303ABAA BUUUUA BUBCUCUBUAUCAU30o30o30o返回返回线电压与相电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式：30 pUUl3lU pU -为相电压为相电压 -为线电压为线电压在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为VV380220lPUU. . . .返回返回ACB NZZZ4.24.2负载星形联接的三相电路负载星形联接的三相电路ACBZZZ负载
6、有两种接法负载有两种接法星形接法星形接法三角形接法三角形接法返回返回星形以三相四线制为主星形以三相四线制为主三相电路三相电路中的电流中的电流相电流相电流-每相负载中的电流每相负载中的电流线电流线电流-每根相线中的电流每根相线中的电流PIlIAiAuBuCu NABCCZBZAZNBiCiNi返回返回lpIICNCBNBANAIIIIII星形接法特点星形接法特点相电流相电流= =线电流线电流CNBNA NNIIIINI: 零线电流零线电流AiANiCNiBNiNNABCBiCiNi返回返回线电压线电压= =相电压相电压 3, 线电压领先于相电压线电压领先于相电压30。BUAUCUA BUBCUC
7、AU303 BBCUU303AA BUU303 CCAUUuABAuBuCuACNBuCAuBC返回返回负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时的一般计算方法解题思路解题思路： 一般线电压一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求电流为已知，然后根据电压和负载求电流。luzuiippllupuAiAuBuCuNABCCZBZAZNBiCiNi返回返回1.1.负载对称时，只需计算一相负载对称时，只需计算一相。ZZZZCBA 如：如：ZUIAA则：则：240120ACABIIII据此可直接得出另两相电流：0CBANIIII（中线电流为（中线电流为0）负载对称，只求电流、电压大小时，仅算一相负载对称
8、，只求电流、电压大小时，仅算一相有效值即可。有效值即可。AIBICICUAUBU返回返回解解: 因为负载对称因为负载对称 , ,只须计算一相。只须计算一相。V,ABA22033803UUVsinAtu2220AuABu比比滞后滞后30A相电流相电流AAAA228622022ZUI有一星形联接的三相负载有一星形联接的三相负载 ,电源电压对称电源电压对称 , ,V,)si n(oA B302380tu.8,6LXR每相每相设设试求电流。试求电流。例题例题4.1返回返回A)si n()si n(A)si n()si n(oooCoooB672221205322217322212053222ttitt
9、ioar ct anar ct an5368RXLAi滞后于滞后于AuA)si n(oA53222ti所以所以因为电流对称，则因为电流对称，则返回返回0CBANIIII)(CBAZZZZ负载对称时负载对称时问题及讨论问题及讨论零线是否可零线是否可以取消？以取消？答：答：三相完全对称时，零线可以取消。成为三相完全对称时，零线可以取消。成为 三相三线制三相三线制。ceACBZZZCeBeAe返回返回2.2.负载不对称时，各相需单独计算。负载不对称时，各相需单独计算。1201200CCBBAA UUUUUU如：如： 三相四线制供电三相四线制供电 设电源相电压设电源相电压 为参考正弦量，则为参考正弦量
10、，则AUAiNABCCZBZAZAuBuCuNBiCiNi返回返回每相负载电流可分别求出每相负载电流可分别求出式中：式中：每相负载中电流的有效值分别为每相负载中电流的有效值分别为CCCBBBAAA,ZUIZUIZUI返回返回CoCCCoCCCCBoBBBoBBABAAAAoAAAA1201201201200IZUZUIIZUZUIIZUZUI（）（）各相负载的电压与电流之间的相位差分别为各相负载的电压与电流之间的相位差分别为CCCBBBAAAarctan,arctan,arctanRXRXRX 中线电流中线电流CBANIIIINBCRLA例例4.2电路如图，电路如图，电源电压电源电压380/2
11、20 V，接有对称接有对称星形联接的星形联接的白炽灯负载，总功率白炽灯负载，总功率为为180180W.返回返回CIII、BANI 试求试求： 及及 .的日光灯一支的日光灯一支。5.0cosC C相还接相还接有额定电压为有额定电压为220V，功率为功率为40W, A.PP273022060UPI解解: 设设VoA0220UW60180311P每相白炽灯的功率每相白炽灯的功率返回返回A.A.A.ooBoA12027301202730027301CIIIA.ooo2C1CC38555306036401202730IIIA.oCCBAN6036402IIIIIA.cosP3640502204022UP
12、ICA.o6036402CIo60, 5.0cos返回返回三相三线制供电时各相电流的计算三相三线制供电时各相电流的计算ANNAIBICIAEBECECB求：各相电流求：各相电流已知已知：240220 120220 0220CBAEEE每盏灯的额定值为每盏灯的额定值为: 220V、 100W返回返回用节点电位法用节点电位法CIANNAIBIAEBECECBRCERAAEBERRNNBCAIBICI返回返回RRRRRRU21121202201202200220NN 每盏灯为每盏灯为220V、 100W4842PURCERAEBERRRNNABCAIBICI、CIAIBI、V NN12055U可求得
13、：可求得：返回返回应用实例应用实例-照明电路照明电路ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N 正确接法正确接法:每层楼的灯相每层楼的灯相互并联互并联, ,然后然后分别接至各相分别接至各相电压上。设电电压上。设电源电压为：源电压为：V220380PlUU则每盏灯上都可得到则每盏灯上都可得到额定的工作电压额定的工作电压220V220V。返回返回照明电路的一般画法照明电路的一般画法零线上不能加零线上不能加刀闸和保险刀闸和保险ABCN. . . . . . .一一层层二二层层三三层层返回返回讨论讨论讨论讨论照明电路能否采用三相三线制照明电路能否采用三相三线制供电方式？供电方式？ACB.一层楼一层
14、楼二层楼二层楼三层楼三层楼N不加零线不加零线会不会出会不会出现问题现问题? ?返回返回 设线电压为设线电压为380V380V。A A相断开后，相断开后，B B、C C 两相串两相串联，电压联，电压U UBCBC （380V380V）加）加在在B B、C C负载上。如果两相负载上。如果两相负载对称，则每相负载上负载对称，则每相负载上的电压为的电压为190V190V。问题问题1 1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通若一楼全部断开，二、三楼仍然接通, ,情况如何情况如何? ?ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼分析：分析：结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。结果二、三楼电灯全部变暗，不能
15、正常工作。返回返回 问题问题2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的 1/4 1/4 ）结果如何？）结果如何？结果：结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，二楼灯泡上的电压超过额定电压， 灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。ACBR2R3V 3R7638051UV 2R30438054U分析分析返回返回关于零线的结论关于零线的结论 负载不对称而又没有中线时，负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不等的电压，有的
16、超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。不到额定电压，都不能正常工作。比如比如: : 照明电路中照明电路中各相负载不能保证完全对称，各相负载不能保证完全对称，所以绝对所以绝对不能采用三相不能采用三相三相制供电，三相制供电，而且必须保证零线可靠而且必须保证零线可靠。 中线的作用中线的作用在于，在于，使星形联接的不对称负载得到相使星形联接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上其上不不允许接熔断器、也不允许接开关。允许接熔断器、也不允许接开关。返回返回 plUU特点特点：线电压线电压= =相电压相电压4.3 4.3
17、负载三角形联接的三相电路负载三角形联接的三相电路AiABiCAiBCiCAuABuBCuACBBiCi返回返回各电流的计算各电流的计算AiCAuBiABiCAiBCiCiABuBCuACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACACACACABCBCBCA BA BA BZUIZUIZUI相电流相电流BCCACA BBCBCAA BAIIIIIIIII线电流线电流返回返回（2）负载对称时负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），），各相电流各相电流有效值相等，相位互差有效值相等，相位互差120120 。有效值为：。有效值为：ZUIIIIpPCABCA BBiABiCAiBCiCiAiCAuA
18、BuBCuACBZABZBCZCA（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。返回返回CAABAIII303ABAII303303CACBCBIIII同理同理：0lABUU设：负载为阻性的，阻抗角为设：负载为阻性的，阻抗角为0 0 。负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系ABUCAUBCUBICIABICAIBCICAIAIABCABICAIAI返回返回负载对称时三角形接法的特点负载对称时三角形接法的特点AiBiABiCAiBCiCiCAuABuBCuACB plUU303plII注意电路注意电
19、路中规定的中规定的正方向正方向返回返回CBAPPPP三相总有功功率三相总有功功率：负载对称时负载对称时：cosppIUP3 由负载由负载性质决定性质决定 plplIIUU3星形接法时星形接法时： plplIIUU3三角形接法时三角形接法时：cosllIUP34.4 4.4 三相功率三相功率返回返回llllllIUSIUQIUP333sincos有功功率有功功率：无功功率无功功率：视在功率：视在功率：在三相负载对称的条件下：在三相负载对称的条件下：返回返回例题例题4.3o373 .36Z一组三角形联接 10YR另一组星形联接 。 线电压线电压U Ul l为为380V380V的三相电源上接有的三相
20、电源上接有两组对称三相负载两组对称三相负载: :BCAZRYAIABIAYIAI试求试求: : (1) (1) 各组负载的相电流各组负载的相电流; ; (3) 三相有功功率三相有功功率。(2) 电路线电流电路线电流；返回返回VoAB0380UVoA30220U解：解：设线电压则（1）由于三相负载对称，计算一相即可由于三相负载对称，计算一相即可A.oooA BA B374710373360380ZUI三角形联接的负载相电流AooYAA Y30221030220RUI星形联接的负载相电流返回返回A7 .463830226713.18oooAYAAIIIA6713.183037347.10oooAI
21、（2）先求三角形联接的负载线电流先求三角形联接的负载线电流A13.18A22AI线电流也是对称的线电流也是对称的返回返回kW.cosA YA Y24223803801318380333IUIUPPPll（3 3）三相电路有功功率为）三相电路有功功率为A BUAUAIAIAYI30046.70670一相电压与电流的相量图返回返回三相交流电路的小结三相交流电路的小结-三相电源三相电源三相三线制三相三线制三相四线制三相四线制AAeCeBeCBNAeCeBeACB三相电源一三相电源一般都是对称般都是对称的，而且多的，而且多用三相四线用三相四线制接法。制接法。返回返回三相交流电路的小结三相交流电路的小结
22、-三相负载三相负载星形负载星形负载三角形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ返回返回三相交流电路的小结三相交流电路的小结-三相电路计算三相电路计算负载负载 形接法形接法PlPlUUII303对称负载下对称负载下：各相电压、电流单独计算。各相电压、电流单独计算。 负载不对称时：负载不对称时：负载对称时：负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相电压对称、电流对称，只需计算一相。三相电路的计算要特别注意相位问题。三相电路的计算要特别注意相位问题。 负载负载Y Y形接法形接法303PlPlUUII电源对称时：电源对称时：返回返回三相交流电路的小结三相交流电路的小结-三相功率计算三相功率计算CBAPPPP三相总功率三相总功率：负载对称时：负载对称时：cosppIUP3cosllIUP3和接法和接法无关无关返回返回结 束第第 4 4 章章返回返回
