第5章--三相电路演示教学.ppt

下一页,总目录,章目录,返回,上一页,第5章-三相电路,图4.1.1 三相交流发电机示意图,5.1,三相电压,1.三相电压的产生,工作原理：动磁生电,(尾端),+,e,A,e,B,e,C,X,A,B,Y,C,Z,(首端),+,+,+,+,_,_,e,e,A,X,图4.1.2 三相绕组示意图,图4.1.3电枢绕组及其电动势,定子,转子,Z,A,X,Y,N,S,C,-,+,B,三相电动势瞬时表示式,相量表示,铁心,（作为导磁路经）,三相绕组,匝数相同,空间排列互差120,:直流励磁的电磁铁,定子,转子,发电机结构,相量图,波形图,e,0,e,A,e,B,e,C,2,120,240,360,相量表示,E,B,E,A,.,.,120,120,120,E,C,.,三相电动势瞬时表示式,对称三相电动势的瞬时值之和为 0,三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。,最大值相等,频率相同,相位互差120,称为对称三相电动势,三个正弦交流电动势满足以下特征,供电系统三相交流电的相序为 A,B,C,2.三相电源的星形联结,(1)联接方式,中性线,(零线、地线),中性点,端线,(相线、火线),在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。,相电压,：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压,线电压,：端线与端线间的电压,、,U,p,+,+,+,、,U,l,X,Y,Z,N,B,C,A,e,A,+,e,C,+,e,B,+,+,+,+,(2),线电压与相电压的关系,根据KVL定律,由相量图可得,相量图,30,A,X,Y,Z,N,B,C,e,A,+,e,C,+,e,B,+,+,+,+,+,+,+,同理,3.三相电源的三角形联结,+,+,+,B,A,C,4.2,负载星形联结的三相电路,三相负载,不对称三相负载：,不满足,Z,A,=,Z,B,=,Z,C,如由单相负载组成的三相负载,对称三相负载：,Z,A,=,Z,B,=,Z,C,如,三相电动机,1.三相负载,分类,单相负载：,只需一相电源供电,照明负载、家用电器,负载,三相负载：,需三相电源同时供电,三相电动机等,三相负载的联接,三相负载也有 Y和,两种接法，至于采用哪种方法，要根据负载的额定电压和电源电压确定。,三相负载连接原则,（1）电源提供的电压=负载的额定电压；（2）单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。,A,B,电源,C,保险丝,三相四线制,380/220伏,N,额定相电压为,220伏的单相负载,额定线电压为,380伏的三相负载,2.负载星形联结的三相电路,线电流：,流过端线的电流,相电流：,流过每相负载的电流,结论：,负载 Y联,结时，线电,流等于相电,流。,Y:三相三线制,Y,0,：三相四线制,(1)联结形式,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,N,电源中性点,N,负载中性点,(2),负载,Y联结三相电路的计算,1)负载端的线电压电源线电压,2)负载的相电压电源相电压,3)线电流相电流,Y,联结时：,4)中线电流,负载 Y 联结带中性线时,可将各相分别看作单相电路计算,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。,(3),对称负载,Y 联结三相电路的计算,所以负载对称时，,三相电流也对称。,负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,例,1,：,N,+,+,+,N,R,A,R,B,R,C,A,C,B,若,R,A,=,R,B,=,R,C,=5,，求线电流及中性线电,若,R,A,=5,R,B,=10,R,C,=20,求线电流及,一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线电压 。负载为,电灯组，,流,I,N,;,中性线电流,I,N,。,中性线电流,解：,已知：,N,+,+,+,N,R,A,R,B,R,C,A,C,B,(1)线电流,三相对称,(2)三相负载不对称,（,R,A,=5,、,R,B,=10,、,R,C,=20,）,分别计算各线电流,中性线电流,例,2,：照明系统故障分析,解:,(,1)A相短路,1),中性线未断,N,R,A,R,C,R,B,A,B,N,C,此时,A相短路电流很大，将A相熔断丝熔断，而 B相和C相,未受影响，其相电压,仍为220V,正常工作。,在上例中，试分析下列情况,(1)A相短路:中性线未断时，求各相负载电压；,中性线断开时，求各相负载电压。,(2)A相断路:中性线未断时，求各相负载电压；,中性线断开时，求各相负载电压。,此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压（220V)，这是不允许的。,2)A相短路,中性线断开时,此时负载中性点,N,即为A,因此负载各相电压为,A,B,N,C,N,i,A,i,C,i,B,+,+,+,(2)A相断路,2)中性线断开,B、C相灯仍承受220V,电压,正常工作。,1)中性线未断,变为单相电路，,如图(b),所示,由图可求得,I,B,C,U,A,U,B,+,+,(b),N,R,A,R,C,R,B,A,B,N,C,(a),结论,（1）不对称负载Y联结又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。,（2）中线的作用：保证星形联结三相不对称负载的相电压对称。,（3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。,例3:,求例1电路中性线断开时负载的相电压及相电流。,则节点电压,负载电压,N,N,R,B,R,C,.,R,A,+,+,+,+,+,+,+,解：,设,可见：,1.不对称三相负载做星形联结且无中性线时,三相,负载的相电压不对称。,2.照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。,1.联结形式,4.3,负载三角形联结的三相电路,线电流:,流过端线的电流,相电流:,流过每相负载的电流,、,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,线电流不等于相电流,(2)相电流,(1)负载相电压=电源线电压,即:,U,P,=,U,L,一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称,即,2.分析计算,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,C,B,+,+,+,相电流：,线电流：,U,AB,=,U,BC,=,U,CA,=,U,l,=,U,P,相量图,BC,AB,CA,BC,AB,CA,30,负载对称时,相电流对称,，即,B,C,(3)线电流,由相量图可求得,为此线电流也对称，即 。,线电流比相应的相电流,滞后30,。,三相负载的联接原则,负载的额定电压=电源的线电压,应作,联结,负载的额定电压=,电源线电压,应作,Y,联结,应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。,三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三,角形，而照明负载一般都联结成星形（具有中性线）。,4.4,三相功率,无论负载为 Y 或,联结，每相有功功率都应为,P,p,=,U,p,I,p,cos,p,对称负载,联结时：,同理,对称负载,Y,联结时：,相电压与相,电流的相位差,当负载对称时：,P=,3,U,p,I,p,cos,p,所以,正误判断,对称负载 Y联结,+,Z,B,Z,C,Z,A,N,N,+,+,对称负载 Y联结,正误判断,有一三相电动机,每相的等效电阻,R,=29,等效,感抗,X,L,=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,U,L,=380 V的三相电源上;,(2)绕组联成三角形接于,U,L,=220 V的三相电源上。,例1:,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,。,例2:,各电阻负载的相电流,由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它两相可依据对称性写出。,A,B,C,线电压,U,l,为380 V的三相电源上，接有两组对称,三相电源：一组是三角形联结的电感性负载，每相,阻抗 ;另一组是星形联结的电阻性,负载，每相电阻,R,=10,如图所示。试求：,各组负载的相电流；,(2)电路线电流；,(3)三相有功功率。,设,解：,负载星形联接时，其线电流为,负载三角形联解时，其相电流为,(2)电路线电流,一相电压与电流的相量图如图所示,一相电压与电流的相量图如图所示,(3)三相电路的有功功率,-30,o,-67,o,-46.7,o,三相对称负载作三角形联结，,U,L,=220V，当S,1,、,S,2,均闭合时，各电流表读数均为17.3A，三相功率,P,=4.5 kW，试求:1)每相负载的电阻和感抗；2)S,1,合、S,2,断开时,各电流表读数和有功功率,P,；3)S,1,断、S,2,闭合时,各电流表读数和有功功率,P,。,例3：,Z,CA,A,A,A,S,1,S,2,Z,AB,Z,BC,C,A,B,或：,P,=,I,2,R,P,=,UI,cos,tg,=X,L,/R,解：,(1)由已知条件可求得,Z,CA,A,A,A,S,1,S,2,Z,AB,Z,BC,C,A,B,2)S,1,闭合、S,2,断开时,I,A,=,I,C,=10A,I,B,=17.32 A,流过电流表,A,、,C,的电流变为相电流,I,P,，流过电流表,B,的电流仍为线电流,I,L,。,因为开关,s,均闭合时,每相有功功率,P,=1.5 kW,当,S,1,合、,S,2,断时，,Z,AB,、,Z,BC,的相电压和相电流不,变，则,P,AB,、,P,BC,不变。,P,=,P,AB,+P,BC,=,3,kW,S,1,A,A,A,S,2,Z,AB,Z,CA,Z,BC,C,A,B,I,B,=0A,3)S,1,断开、S,2,闭合时,变为单相电路,Z,A,B,Z,BC,Z,CA,A,C,I,1,I,2,I,1,仍为相电流,I,P,，,I,2,变为,1/2,I,P,。,I,A,=,I,C,=10 A+5 A=15A,I,2,变为,1/2,I,P,，,所以 AB,、,BC,相的功率变为原来的,1/4,。,P,=1/4,P,AB,+,1/4,P,BC,+P,CA,=,0.375 W+0.375 W+1.5 W =2.25,kW,A,A,A,S,1,S,2,Z,AB,Z,BC,Z,CA,A,B,C,某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装40瓦 日光灯,210,盏(cos,1,=,0.5,)，,60,瓦白炽灯,90,盏(c,os,2,=1),它们的额定电压都是,220V,，由,380V,/,220V,的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下,线路电流为多少？,例4：,解:,(1)该照明系统与电网连接图,N,A,B,C,30盏,+,70盏,解:,(1)该照明系统与电网连接图,N,A,B,C,30盏,+,70盏,V,(2)计算线电流,U,.,设,=220 0,例5：,某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因,？,解:,(,1)本系统供电线路图,P,三,层,二层,A,B,C,N,+,一层,(2)当P处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压，所,以,亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不变。,(3)因为,三楼灯多于二楼灯即,R,3,R,2,所以三楼灯比,二楼灯暗。,解：,(1)本系统供电线路图,A,P,B,C,N,三层,二层,一层,+,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,