1、ppt课件1第十一章第十一章 三相电路三相电路 1.1.三相电路的基本概念三相电路的基本概念 2.2.对称三相电路的分析计算对称三相电路的分析计算 3.3.三相电路的功率三相电路的功率重点重点ppt课件2一一.对称三相电源的产生对称三相电源的产生11-1 三相电路三相电路通常由三相同步发电机通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差产生，三相绕组在空间互差120，当转子以均匀角速当转子以均匀角速度度 转动时，在三相绕组中转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对产生感应电压，从而形成对称三相电源。称三相电源。三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图 三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位
2、彼此相三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差差1200的正弦电动势作为供电电源的电路。的正弦电动势作为供电电源的电路。NSI AZBXCYppt课件31.1.瞬时值表达式瞬时值表达式)120cos(2)()120cos(2)(cos2)(oCoBA tUtutUtutUtu A+XuAB+YuBC+ZuC2.2.波形图波形图A、B、C 三端称为始端三端称为始端，X、Y、Z 三端称为末端三端称为末端。uAuBuC t uOppt课件43.3.相量表示相量表示 0oAUU A UCUBU1201201204.4.对称三相电源的特点对称三相电源的特点0 CBAUUU BAUU1201=单位
3、相量算子单位相量算子oB120-UU oC120UU 0 CBAuuuAU2 AU ppt课件5二二.三相电源的连接三相电源的连接把三个绕组末端把三个绕组末端 X、Y、Z 接在一起，把始端接在一起，把始端 A、B、C 引出来引出来+ANX+BY+CZA UBU C U X,Y,Z 接在一起的点称为接在一起的点称为Y连接对称三相电源的中性点，连接对称三相电源的中性点，用用N表示。表示。1.1.星形连接星形连接(Y连接连接)A+X+BCYZABCNA UB UC Uppt课件62.2.三角形连接三角形连接(连接连接)A+X+BCYZABCB UC UA U三角形连接的对称三相电源没有中点。三角形连
4、接的对称三相电源没有中点。三个绕组始末端顺序相接。三个绕组始末端顺序相接。+AXBYCZA UB UC U+ppt课件7三三.三相负载及其连接三相负载及其连接 三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分叫做一三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分叫做一相负载，三相负载也有星型和三角形二种连接方式。相负载，三相负载也有星型和三角形二种连接方式。星形连接星形连接三角形连接三角形连接CABCABCBAZZZZZZ ,当当称三相对称负载称三相对称负载ZCAZBCZABABCNZBZAZCCABppt课件8四四.三相电路三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载连接起来所三相电路就是由对称三相电源和
5、三相负载连接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：电源电源YY负载负载电源电源Y负载负载当组成三相电路的电源和负载都对称时，称对称三相电路。当组成三相电路的电源和负载都对称时，称对称三相电路。ppt课件9NNZlZlZlNAU+A+B+CBNUCNU ZZZCABZNCABZZZNAU+A+B+CBNUNCU ZlZlZl三相四线制三相四线制YYY三相三线制三相三线制ppt课件10NNZlZlZlNA U+A+B+CBNUCN UZZZCABZNCABZZZNA U+A+B+CBNUCN UZlZl ZlA IB IC INNUNI名词介绍：名词
6、介绍：(1)端线端线(火线火线)：AA、BB 、CC 连线连线;(2)中线中线:中性点中性点N-N连线连线中线电流（压）：中线电流（压）：(4)相电压（流）：每相的相电压（流）：每相的电压（流）电压（流）(3)线电压：端线与端线线电压：端线与端线之间的电压之间的电压:CACB BA,UUUCNBNANUUU ,ACCBBAUUU,:NCNBNAUUUYBA UBC UCA UBA UCBU CA UNAUBAUBAU,:ACCBBAUUU ACU BC UACIBAICBIACCBBAIII ,:线电流：线电流：ppt课件11一一.Y.Y连接连接11-2 线电压（电流）与相电压（电流）的关系线
7、电压（电流）与相电压（电流）的关系oCCNoBBNoANA120 120 0 UUUUUUUUU设设oooCNNBCB903=120120=-UUUUUU1、线电压与相电压的关系、线电压与相电压的关系BA UBC UCA U+ANX+BY+CZA UB UC UoooBNNABA303=1200=-UUUUUUoooNACNCA1503=0120=-UUUUUU 以下关于线电压（流）和相电压（流）的关系适用于以下关于线电压（流）和相电压（流）的关系适用于对称对称星型和三角型连接的电源和负载。星型和三角型连接的电源和负载。ppt课件12BNU 利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：利用相量图得
8、到相电压和线电压之间的关系：线电压对称线电压对称(大小相大小相等，相位互差等，相位互差120120o o)一般表示为：一般表示为：BA U30oNA UBN UCN U30o30oBC UCA Uo ANBA303 UUNA UBN UCN UBA UCA UBC Uo BNCB303 UUo CNCA303 UUoCB903-UU oBA303 UU oCA1503 UU ppt课件13对对Y Y接法的接法的对称三相电源：对称三相电源：所谓的所谓的“对应对应”：对应相电压用线电压的第一个下标：对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。字母标出。(1)(1)相电压对称，则线电压也对称。相电压对称
9、，则线电压也对称。(3)(3)线电压相位领先对应相电压线电压相位领先对应相电压3030o o。.3 ,3 )2(plUU 即即倍倍的的线电压大小等于相电压线电压大小等于相电压CNCABNC BANB A UUUUUU结论：结论：ppt课件142 2、线电流与相电流的关系、线电流与相电流的关系星型连接时，线电流等于相电流。星型连接时，线电流等于相电流。结论：结论：A IB IC I+ANX+BY+CZA UB UC UABCA IB IC IZZZNppt课件15二二.连接连接oCoBoA120 120 0 UUUUUU设设oCCAoBCBoABA1201200 UUUUUUUUU即线电压等于对
10、应的相电压。即线电压等于对应的相电压。1、线电压与相电压的关系、线电压与相电压的关系结论：结论：+AXBYCZA UB UC U+A IB IC IBA UBC UCA Uppt课件16关于关于 连接连接电源需要强调一点：始端末端要依次相连。电源需要强调一点：始端末端要依次相连。正确接法正确接法错误接法错误接法I I=0,=0,连接连接电源电源中不会产生环流。中不会产生环流。注意注意A UB UC U I0CBA UUUCCBA2 UUUUA UB UC U IC U总总 U I I 0,0,接电源接电源中将会产生中将会产生极大的极大的环流。环流。ppt课件17 当将一组三相电源连成三角形时，
11、当将一组三相电源连成三角形时，应先不完全闭合，留下一个开口，在开口应先不完全闭合，留下一个开口，在开口处接上一个交流电压表，测量回路中总的处接上一个交流电压表，测量回路中总的电压是否为零。如果电压为零，说明连接电压是否为零。如果电压为零，说明连接正确，然后再把开口处接在一起。正确，然后再把开口处接在一起。Vppt课件18=AIBAIACI-=BICBIBAI-=CIACICBI-AIBAIBICBICIACIZZZABCACIA IB IC IBAICBI2 2、线电流与相电流的关系、线电流与相电流的关系ppt课件19ZUZUINANAA3=3/=ZUBA030)3(3-0303=-BAIAB
12、CA IB IC IZ/3Z/3Z/3NZZZABCACIA IB IC IBAICBI结论：结论：(2)(2)线电线电流流相位相位滞后滞后对应相电对应相电流流3030o o。.3=,3 )1(plII即即倍倍的的线线电电流流大大小小等等于于相相电电流流连接的对称电路：连接的对称电路：或或:0303-ZUBA ppt课件2011-3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。而可以引入一特殊的计算方法。一一.YY.YY连接连接ZZ UU UU UUoCoBA|1201200设
13、设NA IB IC INZlZlZlNA U+A+B+CBNUCN UZZZCABZNNNUNIppt课件21以以N点为参考点，对点为参考点，对N 点列写结点方程：点列写结点方程：CBANN+1+1+1=)+3+1(UZZUZZUZZUZZZllllN 0)(1)31(CBANN UUUZZUZZZllNA IB IC INZlZlZlNA U+A+B+CBNUCN UZZZCABZNNNUNI0 NN Uppt课件22NA IB IC INZlZlZlNA U+A+B+CBNUCN UZZZCABZNNNUNIoCNCoBNBA120=120=0=-UUUUUUUUUNA为对称电压为对称电压
14、ppt课件23计算电流：计算电流：lllAZZUIZZUIZZUI CCBBA,为对称电流为对称电流中线的电流为：中线的电流为：0)(CBANIIII-CBANIIII所以在对称所以在对称Y-YY-Y三相电路中，中线如同开路。三相电路中，中线如同开路。NA IB IC INZlZlZlNA U+A+B+CBNUCN UZZZCABZNNNUNIppt课件24结论：结论：1.UNN=0，电源中点与负载中点等电位。有无中线对电路电源中点与负载中点等电位。有无中线对电路情况没有影响。情况没有影响。2.对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用一相对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用一相（A
15、相）等效电路计算。其它两相的电压、电流可按对相）等效电路计算。其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。称关系直接写出。3.Y形连接对称三相负载，其相、线电压和电流的关系：形连接对称三相负载，其相、线电压和电流的关系：BAANABAIIUU ,303A IZlNA U+AZANNppt课件25二二.Y.Y 连接连接oCAACoBCCBoABBAUUUUUUUUU1503903303-负载上相电压与线电压相等：负载上相电压与线电压相等：ZZ UU UU UUoCoBA-0|120120 设设解法一解法一+A UB UC UABCZZZABCACIA IB IC IBAICBIppt课件26ZUZ
16、UIZUZUIZUZUI-oACACoCBCBoBABA150|3=90|3=30|3=计算相电流：计算相电流：线电流：线电流：oACCoCBBoBAA303303303-IIIIII+A UB UC UABCZZZABCACIA IB IC IBAICBIBAICBIACI 30oA UBAU30o30oA I30oB IC Ippt课件27(1)(1)负载上相电压与线电压相等，且对称。负载上相电压与线电压相等，且对称。(2)(2)线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的电流的 倍，相位落后相应相电流倍，相位落后相应相电流3030。3 故上述电路
17、也可只计算一相，根据对称性即可得到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结果。其余两相结果。结论结论:ppt课件28+_+_+NZZZA UB UC UA IB IC IABCABCBAICBIACINZ/3解法二解法二NA IB IC INNA U+A+B+CBNUCN UZ/3Z/3Z/3CAB+A UA IANN AZ/3ZUII-ooABA30|33031=+A UB UC UABCZZZABCACIA IB IC IBAICBIZUZUZUI-|333/ANAA=ppt课件29(1)(1)将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电源、负载都化为等值YY接电路；接电路；(
18、2)(2)画出单相计算电路，求出一相的电压、电流画出单相计算电路，求出一相的电压、电流;(3)(3)根据根据 连接、连接、Y连接连接时时 线量、相量之间的关系，求线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压出原电路的电流电压;(4)(4)由对称性，得出其它两相的电压、电流。由对称性，得出其它两相的电压、电流。对称三相电路的一般计算方法对称三相电路的一般计算方法:ppt课件30对称三相电路，对称三相电路，Z=(19.2+j14.4)，Zl=(3+j4)，对称线电压对称线电压UAB=380V。求负载端的线电压、线电流和相电流。求负载端的线电压、线电流和相电流。例例 A U+B UC UABCZZZA
19、BCACIA IB IC IBAICBINZlZlZlppt课件31解解:该电路可以变换为对称的该电路可以变换为对称的Y-YY-Y电路电路负载端三角形变换为星形负载端三角形变换为星形Z=3Zjj8.4+4.6=34.14+2.19=+B UC UABCZZZABCACIA IB IC IBAICBINZlZlZlA Uppt课件32V 0/220AU令根据一相计算电路有根据一相计算电路有ZZUIlAA+=17.1 /-43.2AA 2.163/1.17BI A8.76/1.17=CINA IB IC INZlZlZlAU+A+B+CBUCUZZZCABppt课件33ZIUANA =136.8/
20、-6.3V3NABAUU /30 =236.9/23.7 V根据对称性可写出：根据对称性可写出：V 3.96/9.236 CBUV 7.143/9.236 ACUNA IB IC INZlZlZlAU+A+B+CBUCUZZZCABppt课件34根据负载端的线电压可以求得负载中的相电流，根据负载端的线电压可以求得负载中的相电流，ZUIBABA=9.9/-13.2A 也可以根据对称三角形连接，线电流和相电流的也可以根据对称三角形连接，线电流和相电流的关系来计算。关系来计算。A2.133/9.9 CBI A8.106/9.9=ACI+B UC UABCZZZABCACIA IB IC IBAICB
21、INZlZlZlppt课件3511-4 不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称)。电路参数电路参数(负载负载)不对称情况很多。不对称情况很多。电源对称，负载不对称。电源对称，负载不对称。分析方法分析方法不对称不对称复杂交流电路分析方法。复杂交流电路分析方法。主要了解：中性点位移。主要了解：中性点位移。讨论对象讨论对象ppt课件36负载各相电压：负载各相电压：三相负载三相负载ZA、ZB、ZC不相同不相同:NCBACCNBBNAANNN/1/1/1/1/ZZZZZUZUZUU NNCNCNNNBNBNNNANAN,U
22、UUUUUUUU-NA U+A+B+CBNUCN UZBZAZCCABZNNNA IB IC INA UBN UCN UNNN UNNA UBN UNC U负载中点与电源中点不重合的现象。负载中点与电源中点不重合的现象。中性点位移中性点位移:0ppt课件37如果如果ZN0，则可强使，则可强使0=NNU 尽管电路是不对称，但在这个条件下，可使各相保持尽管电路是不对称，但在这个条件下，可使各相保持独立性，各相的工作互不影响，因而各相可以分别独立性，各相的工作互不影响，因而各相可以分别独立独立计计算。在负载不对称的情况下算。在负载不对称的情况下中线的存在是非常重要的中线的存在是非常重要的。由于相电流
23、的不对称，中线电流一般不为零。由于相电流的不对称，中线电流一般不为零。0)(CBANIIIINA U+A+B+CBNUCN UZBZAZCCABZNNNA IB IC INI在电源对称情况下，可在电源对称情况下，可以根据中点位移的情况来判以根据中点位移的情况来判断负载端不对称的程度。当断负载端不对称的程度。当中点位移较大时，会造成负中点位移较大时，会造成负载相电压严重不对称，使负载相电压严重不对称，使负载的载的工作状态工作状态不正常。不正常。ppt课件38结论：结论：.负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，中负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，中线中有电流，各相电压、电流不再存在对称
24、关系。线中有电流，各相电压、电流不再存在对称关系。.中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，以保中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，以保持各相的独立性；二是加强强度持各相的独立性；二是加强强度(中线一旦断了，负载不能正中线一旦断了，负载不能正常工作常工作)。ppt课件39+_+_+NNZZZA UB UC UA IB IC IABCABC例例照明电路：照明电路：ppt课件40(1)(1)正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。每相负载的工作每相负载的工作情况相对独立。情况相对独立。(2)(2)若三相三线制若三相三线制,设设A相断路相断路(三相不对
25、称三相不对称)灯泡未在额定电压下灯泡未在额定电压下工作，灯光昏暗。工作，灯光昏暗。ACBNNACBN2/BCNBNCUUU ppt课件41(3)(3)A相短路相短路超过灯泡的额定电压，超过灯泡的额定电压，灯泡可能烧坏。灯泡可能烧坏。ACABNBNCUUUU 计算短路电流：计算短路电流：RURUIABAB01503 ACBNBICIAIRURUIACAC01503 RUjjRURUIIIAAACBA3)21232123(3 )150150(3)(00 短路电流是正常时电流的短路电流是正常时电流的3 3倍倍ppt课件42一一.对称三相电路功率的计算对称三相电路功率的计算11-5 三相电路的功率三相
26、电路的功率 Pp=UpIpcos 三相总功率三相总功率：P=3Pp=3UpIpcos plplIIUU ,3 :Y接接1.1.平均功率平均功率ABCZZZplplIIUU3 ,:接接ABCZZZppt课件43注注(1)为相电压与相电流的相位差角为相电压与相电流的相位差角(阻抗角阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。不要误以为是线电压与线电流的相位差。(2)cos 为每相的功率因数，在对称三相制中三相为每相的功率因数，在对称三相制中三相功率因数：功率因数：cos A=cos B=cos C=cos 。(3)(3)公式计算电源发出的功率公式计算电源发出的功率(或负载吸收的功率或负载吸收的功
27、率)。ppt课件442.2.无功功率无功功率Q=QA+QB+QC=3QpIUIUQllppsin3sin3 3.3.复功率复功率 CNCBNBANAIUIUIU S 对称对称:ASS 3 CBASSS 视在功率视在功率:llppIUIUQPS3322 ppt课件454.4.对称三相负载的瞬时功率对称三相负载的瞬时功率)cos(2 cos2 AAtIitUu 设设)2(cos cos )(os cos2 AAAtUItctUIiup 则则)240 2(cos cos)240 2(cos cosoCCCoBBB tUIUIiuptUIUIiupUIppppcos3CBA 瞬时功率为一常量，其值等于
28、平均功率，习惯上称瞬时功率平衡。瞬时功率为一常量，其值等于平均功率，习惯上称瞬时功率平衡。设负载是设负载是Y型连接型连接ppt课件46二二.三相功率的测量三相功率的测量1.1.三表法三表法若负载对称，则需一块表，读数乘以若负载对称，则需一块表，读数乘以 3 3。*三三相相负负载载WWWABCN*CBAPPPP 三三相相四四线线制制ppt课件472.2.二瓦计法：二瓦计法：这种测量线路的接法是：将两个功率表的电流线圈分别这种测量线路的接法是：将两个功率表的电流线圈分别串到两端线中，它们电压线圈的非电源端（即无串到两端线中，它们电压线圈的非电源端（即无*端）共同端）共同接到非电流线圈所在的第三条端
29、线上。（有三种接线方式）接到非电流线圈所在的第三条端线上。（有三种接线方式）三三相相负负载载W1ABC*W2三相三线制三相三线制 在三相三线制电路中，在三相三线制电路中，不论对称与否不论对称与否，可以使用两个功，可以使用两个功率表的方法测量三相功率。率表的方法测量三相功率。可以证明，两个功率表读数的代数和为三相三线制中可以证明，两个功率表读数的代数和为三相三线制中电路吸收的平均功率。电路吸收的平均功率。ppt课件48三三相相负负载载W1ABC*W2三三相相负负载载W2ABC*W1三三相相负负载载W1ABC*W2若若W1的读数为的读数为P1,W2的读数为的读数为P2，则三相总功率为：，则三相总功
30、率为：P=P1+P2ppt课件49ReSP=*C*B*AIII *CCNBBNAANIUIUIUS证明：证明：=P1+P2)II(UIUIUS*B*ANC*BNB*ANA -*BNCNB*ANCNAI)UU(I)UU(-*BBCAACIUIURe*BBCAACIUIUP三三相相负负载载W1ABC*W2A IB IC IRe,Re*2*1 BBCAACIUPIUPppt课件50在对称三相电路中：在对称三相电路中：)30cos()30cos(1 llAACIUIUP)30cos()30cos(2 llBBCIUIUP式中式中为负载的阻抗角。为负载的阻抗角。1:uAC 与与iA的相位差的相位差，2:
31、uBC 与与iB的相位差。的相位差。P=UACIAcos 1+UBCIBcos 2=P1+P2Re*BBCAACIUIUPppt课件51由相量图分析：由相量图分析：假设负载为感性，相电流假设负载为感性，相电流(即线电流即线电流)落后相电压落后相电压 。UAN，UBN，UCN为相电压。为相电压。P=P1+P2=UACIAcos 1+UBCIBcos 2=UlIlcos 1+UlIlcos 2 角角落后落后角角落后落后UIUI NBBNAA 1=30 2=+30 NNA UNB UNC UA IB IBC U30 其它两种接法可类似讨论。其它两种接法可类似讨论。AC U30 1设负载是设负载是Y型
32、连接型连接 2 ppt课件521.1.只有在三相三线制条件下，才能用二表法，且不只有在三相三线制条件下，才能用二表法，且不论负载对称与否。论负载对称与否。总结：总结：2.2.两块表读数的代数和为三相总功率，每块表单独的两块表读数的代数和为三相总功率，每块表单独的读数无意义。读数无意义。4.4.负载对称情况下，有：负载对称情况下，有：)cos(IU)cos(IUPPllll10023030 0 CBAIII3.3.三相四线制，不用二瓦计法测量三相功率。这是因为三相四线制，不用二瓦计法测量三相功率。这是因为在一般情况下，在一般情况下，ppt课件53ZZZBZlZlZlAC j3Zl 1 j15Z
33、15WPz4500 图示对称三相电路中，已知线路图示对称三相电路中，已知线路(复复)阻抗阻抗，三角形连接负载，三角形连接负载(复复)阻抗阻抗，负载的三相功率，负载的三相功率，求三相电源供出的功率，求三相电源供出的功率P。例例1：三角形连接负载相电流三角形连接负载相电流 AIp10151500 线电流线电流:AIl310 负载端三角形变换为星形，负载端三角形变换为星形，则电源相电压：则电源相电压：V 100 j8Up36310 线电压：线电压：VUl300 所以电源三相功率：所以电源三相功率：WcosIUPll54003 1.53 ZZZ或：或：WIPl54004500132 解：解：ppt课件
34、54DABCZ11A I2A I电动机电动机A I求：求：(1)(1)线电流和电源发出的总功率；线电流和电源发出的总功率；(2)(2)用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。用两表法测电动机负载的功率，画接线图，求两表读数。解解例例2 2：已知已知Ul =380V，Z1=30+j40，电动机电动机 P=1700W，cos=0.8(感性感性)。A1.5341.4 40j300220Z1NA1A UIV0220NA U(1)ppt课件55电动机负载：电动机负载：W1700cos3 A2 IUPlA.PcosUPI lA22338038033 A9.15623.3B2 I总电流：总电流：A
35、2.4656.7 9.3623.31.5341.4 A2A1A IIIkW44.32.46cos56.73803 cos3 A 总总总总IUPlkW74.13041.433 2121A1 RIPZA.IA2936233 .,.cos93680 ppt课件56表表WW1 1的读数的读数P P1 1：DABCZ11A I2A I电动机电动机(2)(2)两表的接法如图两表的接法如图W1*W2P1=UACIA2cos 1=380 3.23cos(30+36.9 )=1218.5W表表WW2 2的读数的读数P P2 2：P2=UBCIB2cos 2=380 3.23cos(90 +156.9)=380 3.23cos(30+36.9 )=481.6W=P-P1ppt课件57 作业：作业：第四版：第四版：258页页 11-1,11-2,11-4,11-7,11-11,11-15,第五版：第五版：312页页 12-1,12-2,12-4,12-6,12-10,12-12ppt课件58
