1、第四章 三相正弦交流電路4.1三相正弦交流電源4.2 負(fù)載的聯(lián)結(jié)4.3三相電路分析4.4 三相電路的功率4.1三相正弦交流電源三 相 繞 組 在 空 間 互 差三 相 繞 組 在 空 間 互 差120，當(dāng)轉(zhuǎn)子以均勻角速度，當(dāng)轉(zhuǎn)子以均勻角速度 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在三相繞組中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對(duì)稱三感應(yīng)電壓，從而形成對(duì)稱三相電源。相電源。對(duì)稱三相電源對(duì)稱三相電源通常由三通常由三相同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。相同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。一、三相正弦交流電的產(chǎn)生一、三相正弦交流電的產(chǎn)生 . .定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子NSI 三相同步發(fā)電機(jī)示意圖三相同步發(fā)電機(jī)示意圖AZBXCYAXCZBYAXYBZCAX1.三相繞

2、組布局及其始末端三相繞組布局及其始末端 A B C X Y Z 始始 端端.末末 端端U1 V1 W1 U2 V2 W2 教材符號(hào)教材符號(hào)AXBYCZ180003600NS12002400轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 uA 、uB、uC t t磁感應(yīng)強(qiáng)度按磁感應(yīng)強(qiáng)度按正弦規(guī)律分布正弦規(guī)律分布 . .2.磁場(chǎng)分布及三相輸出磁場(chǎng)分布及三相輸出0C0B0A2012010UUUUUU)sin()()sin()(sin)(oCoBA120212022tUtutUtutUtu 三相電源表達(dá)式：三相電源表達(dá)式：3. 三相電源特點(diǎn)及相序三相電源特點(diǎn)及相序特點(diǎn)：特點(diǎn)： 有效值和角頻率都相同有效值和角頻率都相同 在相位上彼此相差在相

3、位上彼此相差1201200CBAeee0CBAEEE即：即：或或 任一瞬時(shí)任一瞬時(shí)3 3個(gè)電壓個(gè)電壓瞬時(shí)值之和或相量之和為零瞬時(shí)值之和或相量之和為零。三個(gè)電壓達(dá)到最大值的先后次序叫三個(gè)電壓達(dá)到最大值的先后次序叫，相序相序?yàn)闉锳 AB BC C順序；順序；若相序?yàn)槿粝嘈驗(yàn)?A AC CB B逆序。逆序。AUBUCU中線中線（零線零線）相線相線（火線火線）. 中點(diǎn)中點(diǎn)(零點(diǎn)零點(diǎn))二、三相電源的連接二、三相電源的連接 . .+uAuBuCABCNXYZN星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)(Y形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié))+uAuBuCABCXYZABUBCUCAU有三個(gè)相電壓：有三個(gè)相電壓：AUBUCU有三個(gè)有三個(gè)線電壓：線電壓：

4、ABUBCUCAU+ABCNAUBUCU1.相電壓和線電壓相電壓和線電壓 有效值統(tǒng)稱Up有效值統(tǒng)稱Ul120012001200AUBUCUACCA UUUBAABUUU CBBCUUUAUUU3302 0AABcosCCA3 UUABUBCUCAU300300同理可得同理可得 3 BBC，UU0303 PLUU一般表示一般表示ABUBCUCAU+ABCNAUBUCU2.相電壓和線電壓的關(guān)系相電壓和線電壓的關(guān)系 120012001200AUBUCUABUBCUCAU 相電壓對(duì)稱，線電壓也對(duì)稱。相電壓對(duì)稱，線電壓也對(duì)稱。 . . ABUBCUCAU+ABCNAUBUCU0CCA0BBC0AAB30

5、3303303UUUUUU0001503903303UUUV3803220 V 220 LPUU時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)30 3plUU 在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級(jí)為電壓等級(jí)為: :V220 V380PlUU、V127 V220PlUU、 三相電源繞組還可以連接成三角形，但電源繞三相電源繞組還可以連接成三角形，但電源繞組三角接時(shí)只能向負(fù)載提供一種電壓：組三角接時(shí)只能向負(fù)載提供一種電壓：3.三相電源的三角形連結(jié)三相電源的三角形連結(jié) 0CABCABUUUABUABUCAU三角形聯(lián)結(jié)形三角形聯(lián)結(jié)形(形形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié))+ABCXZYABUBCUCAUCA U 0AB

6、U BCU顯著特點(diǎn)顯著特點(diǎn)BUCUAU討論討論（1）電源回路中是否會(huì)出電源回路中是否會(huì)出現(xiàn)環(huán)流？現(xiàn)環(huán)流？0CBAUUUCUAU+ BU +ABC所以回路內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)環(huán)流。所以回路內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)環(huán)流。（2 2）如果其中一相反接）如果其中一相反接 會(huì)怎樣？會(huì)怎樣？ 在回路中將產(chǎn)生很大在回路中將產(chǎn)生很大電流，燒毀繞組。故嚴(yán)電流，燒毀繞組。故嚴(yán)禁接錯(cuò)。禁接錯(cuò)。 電源繞組兩種接法的比較電源繞組兩種接法的比較 星形的優(yōu)點(diǎn)：星形的優(yōu)點(diǎn)： 發(fā)電機(jī)繞組的電壓較低，絕緣等級(jí)也較低發(fā)電機(jī)繞組的電壓較低，絕緣等級(jí)也較低 三相四線制可同時(shí)提供兩種電壓。三相四線制可同時(shí)提供兩種電壓。 三角形的優(yōu)點(diǎn)：三角形的優(yōu)點(diǎn)： 繞組電流較小

7、，故所用導(dǎo)線較細(xì)，可節(jié)約導(dǎo)線。繞組電流較小，故所用導(dǎo)線較細(xì)，可節(jié)約導(dǎo)線。 線電壓是相電壓線電壓是相電壓的的在在線電壓超前與其相對(duì)應(yīng)的線電壓超前與其相對(duì)應(yīng)的相電壓相電壓驗(yàn)電筆的正確握法如下圖示：驗(yàn)電筆的正確握法如下圖示：你能說(shuō)出對(duì)稱你能說(shuō)出對(duì)稱三相交流電的三相交流電的特征嗎？特征嗎？你會(huì)做嗎？你會(huì)做嗎？三相四線制供電體制三相四線制供電體制中，你能說(shuō)出線、相中，你能說(shuō)出線、相電壓之間的數(shù)量關(guān)系電壓之間的數(shù)量關(guān)系及相位關(guān)系嗎？及相位關(guān)系嗎？電筆頭與被測(cè)導(dǎo)線接觸電筆頭與被測(cè)導(dǎo)線接觸時(shí)，使氖管時(shí)，使氖管（或端線），不發(fā)光（或端線），不發(fā)光的是的是。電表可利用火線與零線電表可利用火線與零線之間的數(shù)量關(guān)系判

8、斷出之間的數(shù)量關(guān)系判斷出火線和零線。火線和零線。三個(gè)三個(gè)的正弦交流電。的正弦交流電。4.2 4.2 負(fù)載的聯(lián)結(jié)負(fù)載的聯(lián)結(jié) 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)ACB NZZZuAuBuC電流電流iCiBiA電流電流Y接接等于等于；負(fù)載中通過(guò)的電流稱為負(fù)載中通過(guò)的電流稱為；plII接時(shí)：顯然， YiN電流電流火線上通過(guò)的電流稱為火線上通過(guò)的電流稱為；中線上通過(guò)的電流稱為中線上通過(guò)的電流稱為；ZZZABCNiAiBiCiN 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)ACB NZZZuAuBuC電流電流iCiBiA電流電流iN電流電流 三相電源三相電源對(duì)稱對(duì)稱、三相、三相Y接負(fù)載也接負(fù)載也對(duì)稱對(duì)稱的情況下，三的情況下，三相負(fù)載電流也是相負(fù)載電流也是對(duì)稱對(duì)稱的，

9、此時(shí)的，此時(shí)中線電流為零中線電流為零。CBANIIII各相負(fù)載中通過(guò)的電流分別為：各相負(fù)載中通過(guò)的電流分別為：CCCBBBAAAZ Z ZUIUIUI；中線電流：中線電流： 顯然顯然 uABuBCuCA接接等于等于；負(fù)載中通過(guò)的電流稱為負(fù)載中通過(guò)的電流稱為；plUU接時(shí)：火線上通過(guò)的電流稱為火線上通過(guò)的電流稱為；BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII各相負(fù)載中通過(guò)的電流分別為：各相負(fù)載中通過(guò)的電流分別為：CACACABCBCBCABABABZ Z ZUIUIUI；各線電流與相電流的關(guān)系為：各線電流與相電流的關(guān)系為：ACBZZZ電流電流iCiBiA電流電流iABiBCiCA三角形聯(lián)結(jié)三

10、角形聯(lián)結(jié)( 形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié))ACBNZAZCZBZABZCAZBC星形聯(lián)結(jié)星形聯(lián)結(jié)(Y形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié)) 三相電路是由對(duì)稱三相電源和三相負(fù)載聯(lián)接起來(lái)所組成三相電路是由對(duì)稱三相電源和三相負(fù)載聯(lián)接起來(lái)所組成的系統(tǒng)。工程上根據(jù)實(shí)際需要可以組成下列各種形式。的系統(tǒng)。工程上根據(jù)實(shí)際需要可以組成下列各種形式。電源電源YYY當(dāng)電源和負(fù)載都對(duì)稱時(shí)，稱為對(duì)稱三相電路當(dāng)電源和負(fù)載都對(duì)稱時(shí)，稱為對(duì)稱三相電路。電源電源負(fù)載負(fù)載負(fù)載負(fù)載+uAuBuCABCZABZCAZBCABCZlZlZl三相四線制三相四線制 Y AABBCCuBu uA AuC+-ZAZBZC+uAuBuCABCNNABCZAZCZBZlZlZl三相四線

11、制三相四線制 Y YAABBCCuBuC+u uA A+-+-ZAZBZCZNZNNN4.3三相電路分析)1111(NCBANNZZZZZUZUZUU一、負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)的三相電路分析一、負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)的三相電路分析 . . ZZZZZCBA 設(shè)設(shè)NA UNB UNC U+AUBUCUAIBICI+NNZAZCZBZNNIABC013NCBANN）ZZZUUUU()(）（ 0 CBAUUUZUZUZUUZZZZCBANNN1111)( ZZZZZCBA 設(shè)設(shè)NA UNB UNC U+AUBUCUAIBICI+NNZAZCZBZNNIABCAUBUCUC U 0A U BUAUBUCUAIBICI

12、+NNZAZCZBZNNIABCNA UNBUNC U+ANNANAUUUUBNNBNBUUUUCNNCNCUUUUAUBUCUAIBICI+NNZAZCZBZNNIABCNA UNBUNC U+ AA IZUZUI|0B 120 II0 120 IIC三相對(duì)稱電流三相對(duì)稱電流 0 BANCIIII中中線線電電流流AIBICIAUBUCU ABCNZZZAIBICI例例4-1 ，求求各各線線電電流流。各各相相負(fù)負(fù)載載阻阻抗抗為為，相相序序?yàn)闉檎蛐?；?duì)對(duì)稱稱三三相相電電路路，已已知知2010 V0220 00AZU A202220100220000ZUIAA解解： A140221202022

13、000BI A100221202022000CI0CBANIIII)(ZZZZCBA負(fù)載對(duì)稱時(shí)負(fù)載對(duì)稱時(shí)問(wèn)題及討論問(wèn)題及討論Y形連接三相完全對(duì)稱時(shí)，零線可以取消。形連接三相完全對(duì)稱時(shí)，零線可以取消。稱為三相三線制（稱為三相三線制（YY發(fā)式）。發(fā)式）。答：答：CuAZCeBuAuZZCB求圖中各相的相電流、線電流及中線電流。求圖中各相的相電流、線電流及中線電流。 例例4.3.1：解解：1.每盞燈的額定電流為：1000.45200NNNPIAAU00012318 0,9120,18 120IA IA IA 2.各相相電流和線電流為：0001230(18 0912018 120 ) (184.57.

14、7995.59) (4.57.8)9 60NIIIIAjjAjAA 1340 0.4518IIA220 0.459IA3. 中性線電流為： 如果三相照明電路的如果三相照明電路的中線因故斷開(kāi)，當(dāng)發(fā)生一相燈負(fù)中線因故斷開(kāi)，當(dāng)發(fā)生一相燈負(fù)載全部斷開(kāi)時(shí)或一相發(fā)生短路，電路會(huì)出現(xiàn)什么情況？載全部斷開(kāi)時(shí)或一相發(fā)生短路，電路會(huì)出現(xiàn)什么情況？ 分析分析如果如果，設(shè)又發(fā)，設(shè)又發(fā)生生，此時(shí)，此時(shí)B、C相都會(huì)與短接線構(gòu)成通相都會(huì)與短接線構(gòu)成通路，兩相端電壓均為線路，兩相端電壓均為線電壓電壓380V，因此，因此B、C相相由于由于。 由此可得，由此可得，是使是使 如果如果，設(shè)，設(shè)A相燈相燈負(fù)載又負(fù)載又，此時(shí)，此時(shí)B、C

15、兩相構(gòu)成串聯(lián)，其端電壓為兩相構(gòu)成串聯(lián)，其端電壓為電源線電壓電源線電壓380V。 若若B、C相相對(duì)稱對(duì)稱，各相端，各相端電壓為電壓為190V，均低于額定值，均低于額定值220V而而；若；若B、C相相不對(duì)稱不對(duì)稱，則負(fù)載多（電阻，則負(fù)載多（電阻?。┑囊幌嘈。┑囊幌?，負(fù)載少（電阻大），負(fù)載少（電阻大）的一相的一相。* 相電壓相電壓 = = 線電壓線電壓 . .LPUU 一一般般表表示示二、負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)的三相電路分析二、負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)的三相電路分析 . .ABUBCUCAU+ABCZABZCAZBCAUBUCUuABuBCZZZ電流電流iCiBiA電流電流iABiBCiCAACuCu uA Au

16、B+-B電流電流電流電流iA電流電流iCAiABiBCZZZZCABCAB設(shè)三相負(fù)載對(duì)稱設(shè)三相負(fù)載對(duì)稱0AB0 II且且則則，0BC120 II0CA120 IIAIBICIABIBCICAIABUBCUCAU+ABCZABZCAZBCAUBUCU120012001200ABIBCICAIAB0ABA3302 IIIcosCAC3 II同同理理可可得得 3 BCB，II 0AB0 II，0BC120 II0CA120 IIBCCAC IIICAABAIIIABBCB IIICIAIBIAIBICIABIBCICAIZABZCAZBC 相電流對(duì)稱，線電流也對(duì)稱。相電流對(duì)稱，線電流也對(duì)稱。 . .

17、 120012001200ABIBCICAICIAIBI0CAC0BCB0ABA303303303IIIIII0303 PLUI一一般般表表示示ABA3 IICAC3 II 3 BCBII AIBICIABIBCICAIZABZCAZBC CABCAB | ZZZZ 設(shè)設(shè) 30 0ABAB， 且且 UU 30 30 AB0AB0ABABABAB IZUZUZUI則則AIBICIABIBCICAIABUBCUCAU+ABCZABZCAZBCAUBUCU ABAB II 1200ABBC II 1200ABCA II 3303303A0AB0ABA IIII 12030AB II 12030AC

18、II即即相相電電流流線線電電流流，求求各各線線電電流流。各各相相負(fù)負(fù)載載阻阻抗抗為為，相相序序?yàn)闉檎蛐?。?duì)對(duì)稱稱三三相相電電路路，已已知知1020 V3038000ABZU例例4-3 ZZZABIBCICAIABCAIBICIA2019102030380000ZUIABAB解解：A1031930300ABAIIA1302212010319000BIA1102212010319000CI4.4 三相電路的功率負(fù)載負(fù)載時(shí)：時(shí)：cos3cos3llppIUIUPCBAPPPP三相總有功功率：三相總有功功率： 3plplIIUU星形接法時(shí)：星形接法時(shí)： 3 plplIIUU三角形接法時(shí)：三角形接法

19、時(shí)：cos3llIUP 和接法有和接法有無(wú)關(guān)系？無(wú)關(guān)系？1231 112223 33 sinsinsinQQQQU IU IU I22PP33llSPQU IU I三相總?cè)嗫偀o(wú)功功率無(wú)功功率：三相總視在功率三相總視在功率：PPLL Q3sin3sinU IU I負(fù)載對(duì)稱時(shí)：負(fù)載對(duì)稱時(shí)： (2) 為相電壓與相電流的相位差為相電壓與相電流的相位差( (阻抗角阻抗角) )，不要，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。誤以為是線電壓與線電流的相位差。(3) cos 為每相的功率因數(shù)，在對(duì)稱三相電路中有為每相的功率因數(shù)，在對(duì)稱三相電路中有 cos A= cos B = cos C = cos (1) 公

20、式計(jì)算電源發(fā)出的功率公式計(jì)算電源發(fā)出的功率(或負(fù)載吸收的功率或負(fù)載吸收的功率)。 注意注意 (4) 當(dāng)負(fù)載由當(dāng)負(fù)載由Y形改接成形改接成 形時(shí)，若形時(shí)，若線電壓不變，則線電壓不變，則由于相電壓與相電流都增大由于相電壓與相電流都增大 倍，所以功率增大倍，所以功率增大3倍。倍。3ABCRRR 例例4 -4 已知對(duì)稱三相電路線電壓為已知對(duì)稱三相電路線電壓為UL ，問(wèn)負(fù)載接成問(wèn)負(fù)載接成Y形形 和和 形各從電網(wǎng)獲取多少功率？形各從電網(wǎng)獲取多少功率？RURUUPLLL23 33 形形RURUUPLLL2 33 Y 形形解解： 在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該注意負(fù)載的正確聯(lián)接方式，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該注意負(fù)載的正確聯(lián)接方式，例

21、如三相異步電動(dòng)機(jī)，必須按照銘牌規(guī)定正確聯(lián)接。例如三相異步電動(dòng)機(jī)，必須按照銘牌規(guī)定正確聯(lián)接。ABCRRR對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)，已知每相阻抗對(duì)稱三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)，已知每相阻抗Z=30.8+j23.1Z=30.8+j23.1，電源的線電壓為電源的線電壓為380380伏，求三相功率伏，求三相功率 S S、P P、Q Q和功率因數(shù)和功率因數(shù)coscos。解：解：先求相電流先求相電流I IP P然后線電流然后線電流I IL L最后求最后求S S、P P、Q QVAIUSLL375871. 5*380*3*3WIUPLL30059 .36cos*3758cos3VarIUQLL22569 .36sin3功率

22、因數(shù)角既是阻抗角功率因數(shù)角既是阻抗角9 .36arctan8 .301 .238 . 09 .36coscosLZUPIAIP71. 5221 .238 .30220例例)cos(cos tIitUu2 2 AA，設(shè)設(shè)解解：)cos(cos)cos(cos tUIttUIiup 2 2 AAA 則則)cos(cos)cos(cos oCCCoBBB240 2 240 2 tUIiuptUIiup同同理理可可得得 3 CBA cosUIpppp 瞬瞬時(shí)時(shí)總總功功率率為為 例例4 -5 求對(duì)稱三相電路的求對(duì)稱三相電路的瞬時(shí)瞬時(shí)總功率?？偣β?。 第五次作業(yè)131頁(yè) 第5、6、 10、17、19題低壓配電線路簡(jiǎn)介低壓配電線路簡(jiǎn)介 本節(jié)是介紹三相低壓是如何送到用戶?在傳輸過(guò)程中要考慮什么問(wèn)題?一.低壓配電線路的結(jié)構(gòu)樹(shù)型供