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1、第5章 三相电路,5.1 三相电压 三相电路基本概念 三相正弦交流电动势的产生 三相电源的星形联结和三角形联结 5.2 负载星形联结的三相电路 5.3 负载三角形联结的三相电路 5.4 三相功率,三相制：由三个频率相同、幅值相等、相位彼此相差120的电动势（即三相电源）供电的体系,三相电路：由三相电源供电的电路,三相电压的产生,Z,A,X,Y,C,B,精心设计的转子磁极面形状，可以使励磁绕组通直流电后产生的磁场在空气隙中的磁感应强度B按正弦规律变化,相量图,三相电动势瞬时表示式,三个电压到达正的(或负的)最大值的先后次序叫做相序,相序为ABC,Z,A,X,Y,C,B,相序为ACB,互不相关的联
2、结方式,星形联结,三角形联结,三相电源的联接,（1）三相电源的星形联接(Y形联接),三相三线制,三相四线制,相电压每相绕组上的电压,线电压端线间的的电压,线电压与相电压的关系：,30,线电压与相电压的有效值关系：,线电压与相电压关系的相量表示：,线电压与相电压有效值的一般关系式：,例：对称三相电源作星形联接，每相电压有效值均为220V，但其中BY相位接反（如图所示），画出三相电源线电压的相量图，并求出AY间电压有效值。,解：假设BY相没接反时三相电源相序为A-B-C，以A相电压为参考相量，画出线电压的相量图,三相四线制的低压配电系统中，可以得到两种数值的电压，若相电压Ul =220V，则线电压
3、Up =380V，一般照明、小型家电和电子仪器使用相电压，动力及三相负载使用线电压,三相四线制配电线路,（2）三相电源的三角形联接(形联接),线电压与相电压的关系：,线电压与相电压有效值,线电流端线上的电流,交流用电设备分类：单相和三相负载 负载接入电源的原则 加于负载的电压必须等于负载的额定电压 应尽可能使电源的各相负荷均匀、对称,单相负载应按照其额定电压平均分接于三相电源的三个相电压或线电压上 三相负载本身为对称负载，其额定电压和相应接法同时在铭牌上给出。,一般指线电压,三相负载接法：星形联接、三角形联接,负载的联接,相电流每相负载上的电流,星形星形联接电路,中线电流与线电流关系：,设每相
4、负载为：,负载相电压为：,则每相负载电流：,每相负载电流为：,则,令,对称三相负载星形联接时中线电流：,对称三相负载星形联接时的相量图,对称三相负载联接成星形时，中线可以省去；无中线的星形联接称为Y接法，有中线的星形联接称为Y0联接,负载Y0联接时负载相电压等于电源相电压，因此其有效值与线电压有效值的一般关系式为：,线路具有阻抗的对称三相电路,以N为参考节点，电路节点方程为,不对称的负载作星形联接且无中线时，负载中点N与电源中点N之间的电压可用节点电压法求出：,为三相负载的相电压,负载相电压不对称，如果负载承受的电压偏离其额定电压太多，则不能正常工作，甚至损坏,不对称三相负载电路,例：用线电压
5、为380V的三相四线制电源给某三相照明电路供电，已知 A、 B、 C相各接有3盏电灯（并联），所有电灯规格相同，额定电压为220V。 （1）当A、B、C相所开电灯数为3、2、1，各相负载能否正常工作？（2）无中线时，上述不对称三相负载能否正常工作？,解：（1）能正常工作，因为中线能保证各相负载的相电压对称（2）无中线时,设,则,因此A、B、C三相负载相电压分别为：,C相灯泡烧毁后，A、B两相负载串联接于A、B两相电压串联的电源电路中,无论负载是否对称，中线可使星形联结的负载相电压对称；对于不能保证三相负载对称的电路（如照明电路），必须用Y0接法供电，且中线上不允许接闸刀和熔断器，以避免造成无中
6、线的三相不对称情况引起恶果。,不考虑传输线阻抗,若负载不对称，中线上有电流流过并引起压降，即产生中点位移。因此，必须尽量减小中点位移： 尽量使三相负载对称运行； 尽量采用机械强度较高，导电性能好，截面大的导线作中线（铜线较铝线好）。,中线阻抗不可忽略,三角形星形联接电路,电源等效变换：,设对称三相电源线电压：,若负载分别为ZAB、ZBC、ZCA,三角形（或星形）三角形联接电路,若三相负载对称，即,则负载相电流也对称，如下：,电源线电压(即负载相电压)超前相应相电流 ，线电流滞后对应的相电流30,负载相电流与线电流关系为：,线电流与相电流有效值关系：,感性负载,在对称Y-联接中，对称负载可以通过
7、Y变换，换成Y-Y联接的对称电路，从而可归结为一相计算。尤其是复杂的对称三相电路，这种方法利于简化计算。,N,N1,N2,N3为同电位，短接,三相负载的瞬时功率,5.3 三相电路的功率,三相电路中，无论负载如何联结、是否对称，三相负载的功率为各相负载功率之和,三相负载的有功功率：,三相负载的无功功率：,三相负载的视在功率：,三相电源或三相负载的功率因数,故：,对称三相电路的功率,对称三相电路中，各相负载的相电压和相电流的有效值相等，阻抗角（电压与电流的相位差）相等，即：,对称三相电源或三相负载的功率因数,星形联结的对称三相负载电路的功率,因为：,故：,三角形联结的对称三相负载电路的功率,因为：
8、,故：,三相负载的铭牌上给出的额定电压、电流均指额定线电压、线电流，因此对称三相电路的功率常以线电压、线电流计算。,通常三相电动机的铭牌上给出的额定功率PN是指电动机额定运行时轴上输出的机械功率，它与电源输送给电动机的有功功率P之间的关系为：,例：某三相异步电动机的额定功率为4kW，额定相电压为220V，额定功率因数cosN为0.85，效率N为0.85 （1）当电源线电压分别为380V和220V时，电动机的三相定子绕组如何联结？ （2）求两种情况下的相电流和线电流,解：,由于,所以,电源线电压为380V时，电动机定子绕组星形联结；电源线电压为220V时，定子绕组三角形联结。,三相三线制电路，“
9、二瓦计法”,Y联接的负载（联接Y联接）,三相功率的测量,两瓦特计读数的代数和即为三相负载平均功率,例：图示对称三相电路，已知三相对称感性负载吸收的功率P=2.5kW，其功率因数为0.866，试求图中两个功率表的读数。,分析：,例：图示对称三相电路，已知 ， 。试求两功率表读数。,分析：,例：用两功率表法测量对称三相电路的功率，功率表W1的读数和功率表W2读数相同，则三相负载为 。,由于,且,所以,A. 对称感性负载 B. 对称容性负载 C. 对称电阻性负载 D. 无法确定,C,三相四线制不对称电路，“三瓦计法”,三相四线制对称电路，一个瓦特计测量,三瓦特计读数的代数和即为三相负载平均功率,瓦特计读数的3倍即为三相负载平均功率,瓦特计的连接,例：图示对称三相电路中，电源线电压Ul=380V，图中功率表读数为380W，电流表读数为2A。试求负载功率因数及三相负载有功功率和无功功率。,分析：,解：,?,