三實(shí)驗(yàn)班wu供電與用電第1頁(yè)/共41頁(yè)NSNSNS三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生L1L1′×eeL2L2′×eeL3L3′×eet=0時(shí),L1相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大.t=120o時(shí),L2相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大.t=240o時(shí),

L3相繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大.定子轉(zhuǎn)子4.1三相電源第4章4

1L3′L1′L1L2′L2L3三相同步發(fā)電機(jī)由于一對(duì)磁極相對(duì)于繞組轉(zhuǎn)一圈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化一個(gè)周期。若轉(zhuǎn)子有p對(duì)磁極、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/分，則三相電動(dòng)勢(shì)的頻率為f1=pn60第2頁(yè)/共41頁(yè)對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)e1e2e3120°E1?E3?E2?120°120°t0Em-Eme1e2e32e1=Emsinte2=Emsin(t–120°)e3=Emsin(t–240°)E1?=E0°E2?=E–120°E3?=E120°L1L1′L2L2′L3L3′+–+–+–第4章4

1三個(gè)頻率相同，幅值相等，相位互差120°的電動(dòng)勢(shì)，稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的電源稱為三相電源。相序:三相電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)正幅值的順序稱為相序。三相電源的相序?yàn)長(zhǎng)1L2

L3。分析問(wèn)題時(shí)一般都采用這種相序。選擇e1為參考量，則有第3頁(yè)/共41頁(yè)e1e2e3L1L1′L2L2′L3L3′+–+–+–e1e2e3L1L1′L2L2′L3L3′+–+–+–第4頁(yè)/共41頁(yè)第4章4

1一、三相電源的星形聯(lián)結(jié)L2L3E1?E3?E2?U1?U2?U3?U23?U12?U31?U1?E1?=U2?E2?=E3?U3?=N中點(diǎn)或零點(diǎn)三相三線制三相四線制火線中性線線電壓：每相繞組端點(diǎn)之間的電壓即火線與火線之間的電壓。L1N相電壓:每相繞組兩端的電壓即火線與中線之間的電壓。由于三相繞組內(nèi)阻抗很小，故有：由于三相電動(dòng)勢(shì)是對(duì)對(duì)稱的，顯然三個(gè)相電壓也對(duì)稱，其有效值用UP表示。則有U1=U2=U3=UP第5頁(yè)/共41頁(yè)第4章4

1一、三相電源的星形聯(lián)結(jié)L2L3E1?E3?E2?U1?U2?U3?U23?U12?U31?U12?U1?U2?=–N線、相電壓之間的關(guān)系L1N根據(jù)KVLU23?U2?U3?=–U31?U3?U1?=–第6頁(yè)/共41頁(yè)30o=UP0oU1?=UP–120oU2?=UP120oU3?U1?=330oU23?=3U2?30oU31?=3U3?30oU12?U2?U3?U1?U31?30oU1?U2?U23?30oU3?U122U1=cos30oU1=3第4章4

1一、三相電源的星形聯(lián)結(jié)線、相電壓之間的關(guān)系設(shè)為參考量，則有U1?U12?U1?U2?=–第7頁(yè)/共41頁(yè)U1?=330oU23?=3U2?30oU31?=3U3?30o第4章4

1一、三相電源的星形聯(lián)結(jié)線、相電壓之間的關(guān)系顯然三個(gè)線電壓也對(duì)稱。若有效值用Ul表示則有U12=U23=U31=Ul且Ul

相位上線電壓超前于與之相應(yīng)的相電壓30o

。UP=3U12?U1?U2?=–第8頁(yè)/共41頁(yè)第4章4

1一、三相電源的星形聯(lián)結(jié)L2L3I1?I3?I2?IL1?N可見(jiàn)電源星形聯(lián)結(jié)時(shí)線電流=相電流L1NIL2?IL3?IN?線、相電流之間的關(guān)系每相繞組中的電流稱為相電流每根火線中的電流稱為線電流中線電流第9頁(yè)/共41頁(yè)三個(gè)線電壓對(duì)稱。U12=U23=U31=UlUl相位上線電壓超前于與之相應(yīng)的相電壓30o

。UP=3星形聯(lián)結(jié)線電流=相電流第10頁(yè)/共41頁(yè)11′22′33′U23?U12?U31?線電壓就是對(duì)應(yīng)的相電壓，即第4章4

1二、三相電源的三角形聯(lián)結(jié)線、相電壓之間的關(guān)系將三相電源中每一相繞組的首端依次與另一相繞組的末端聯(lián)結(jié)在一起，然后從三個(gè)結(jié)點(diǎn)引出三根供電線，稱這種聯(lián)結(jié)方式為三角形聯(lián)結(jié)（聯(lián)結(jié)）。U12?U1?=U23?U2?=U31?U3?=U1?+–U3?+–U2?+–第11頁(yè)/共41頁(yè)N負(fù)載有三個(gè)接線端，必須接在三相電源上才能工作，三個(gè)相的復(fù)阻抗相等。有兩個(gè)接線端，只需由單相電源供電即可工作。第4章4

2由三相電源供電的負(fù)載稱為三相負(fù)載L1L2L3M3~Z1Z2Z3對(duì)稱負(fù)載不對(duì)稱負(fù)載4.2三相負(fù)載第12頁(yè)/共41頁(yè)N第4章4

24.2三相負(fù)載L1L2L3M3~Z1Z2Z3三相負(fù)載聯(lián)結(jié)方式三相負(fù)載采用何種聯(lián)結(jié)方式由負(fù)載的額定電壓決定當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源線電壓時(shí)采用三角形聯(lián)結(jié)當(dāng)負(fù)載額定電壓等于電源相電壓時(shí)采用星形聯(lián)結(jié)星形三角形第13頁(yè)/共41頁(yè)負(fù)載的相電壓：負(fù)載兩端之間的電壓

線電壓：兩相負(fù)載首端之間的電壓即火線間的電壓負(fù)載的相電流：每相負(fù)載中通過(guò)的電流

線電流：每根供電線中的電流第4章4

24.2三相負(fù)載一、三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)N'NZ1Z3Z2L2L3L1I3?I1?I2?IL1?IL2?IL3?IN?Z1=Z2=Z3負(fù)載對(duì)稱Z1=Z2=Z3

負(fù)載不對(duì)稱第14頁(yè)/共41頁(yè)L2L3I1?I3?I2?NL1NIL2?IL3?IN?中線電流IL1?N'NZ1Z3Z2L2L3L1I3?I1?I2?IL1?IL2?IL3?IN?+-+-+-第15頁(yè)/共41頁(yè)(1)負(fù)載線、相電壓之間的關(guān)系第4章4

2一、三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)N'NZ1Z3Z2L2L3L1I3?I1?I2?IL1?IL2?IL3?IN?U2?U1?U3?與三相電源星形聯(lián)接線、相電壓關(guān)系相同，即線電壓Ul

超前于與之相應(yīng)的相電壓30o

，UP=3L2L3U1?U2?U3?U23?U12?U31?NL1N第16頁(yè)/共41頁(yè)(2)負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系第4章4

2一、三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)N'NZ1Z3Z2L2L3L1I3?I1?I2?IL1?IL2?IL3?IN?線電流與對(duì)應(yīng)的相電流相等U2?U1?U3?I3?I1?I2?IN?=++I1?U1?Z1=I2?U2?Z2=I3?U3?Z3=中線電流相電壓與相電流的關(guān)系為三相電流也對(duì)稱，即有效值相等、相位互差120o。若負(fù)載對(duì)稱，即Z1=Z2=Z3中線電流則為零。故中線可以去掉U1?U2?U3?I1?I3?I2?第17頁(yè)/共41頁(yè)123U1?U2?U3?NN'Z1Z2Z312I1?IN?I2?I3?3例1：已知UP=220V,Z1=22，Z2=Z3=44,各相負(fù)載的UN=220V。求有中性線和無(wú)中性線兩種情況下,各負(fù)載的相電壓、相電流及中線電流。解：設(shè)各電壓電流的正方向如圖示I1?=U1?Z1=2200°22=100°AI2?=U2?=220–120°44=5–120°AZ2=5120°AI3?第4章4

2=2200oVU1?=220–120oVU2?=220+120oVU3?（1）有中性線第18頁(yè)/共41頁(yè)123U1?U2?U3?NN'Z1Z2Z312I1?IN?I2?I3?3解：=I1?100°A=I2?5–120°A=5120°AI3?第4章4

2=2200oVU1?=220–120oVU2?=220+120oVU3?（1）有中性線=I1+I2+I3IN????=50oAU1?U2?U3?I1?I2?I3?IN?負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，中線電流不為零。第19頁(yè)/共41頁(yè)123U1?U2?U3?NN'Z1Z2Z312I1?I2?I3?3解：第4章4

2（2）無(wú)中性線U1?′U2?′U3?′由于無(wú)中性線，而且三相負(fù)載又不對(duì)稱，此時(shí)負(fù)載的相電壓與電源的相電壓不再相等。N'N+-Z1Z2Z3U1?U2?U3?I1?I2?I3?+-+-第20頁(yè)/共41頁(yè)123U1?U2?U3?NN'Z1Z2Z312I1?I2?I3?3解：第4章4

2（2）無(wú)中性線U1?′U2?′U3?′U1?=–UN′N.I1?Z1U2?=–UN′N.I2?Z2U3?=–UN′N.I3?Z3=7.50°AI1?=5.73–131oAI2?由于無(wú)中性線，而且三相負(fù)載又不對(duì)稱，此時(shí)負(fù)載的相電壓與電源的相電壓不再相等。每相負(fù)載的電流分別為：根據(jù)KCL有I1?I2?I3?++=0解得UN′N=550°V.進(jìn)而求得=5.73131oAI3?設(shè)每相負(fù)載的相電壓的參考方向如圖所示NN'111+=UIZU第21頁(yè)/共41頁(yè)123U1?U2?U3?NN'Z1Z2Z312I1?I2?I3?3解：第4章4

2（2）無(wú)中性線U1?′U2?′U3?′

在無(wú)中性線、三相負(fù)載又不對(duì)稱時(shí)，負(fù)載的相電壓與電源的相電壓不再相等。有的相電壓高于電源相電壓（額定電壓），而有的相電壓則低于電源相電壓（額定電壓），這將使負(fù)載不能正常工作。負(fù)載的相電壓分別為=1650°VU1?′=252–131oV

U2?′=252131oV

U3?′·111IZU′=·第22頁(yè)/共41頁(yè)注意：三相不對(duì)稱負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)必須（需）有中線第4章4

2

中線的作用是強(qiáng)迫電源的中性點(diǎn)與負(fù)載中性點(diǎn)等電位從而使負(fù)載的相電壓與電源相電壓相等第23頁(yè)/共41頁(yè)I2?例2：圖示電路中，已知三相電源線電壓為380V，每盞白熾燈的額定功率為100W、額定電壓為220V。試分析在有、無(wú)中性線兩種情況下，L2相負(fù)載發(fā)生短路時(shí)電路的工作情況。（1）有中性線

,L2相負(fù)載發(fā)生短路。短路熔斷僅L2相熔斷器熔斷,L1和L3相負(fù)載仍正常工作。N′FU第4章4

2L1L2L3NI3?I1?I2?很大I2?=0第24頁(yè)/共41頁(yè)（2）無(wú)中性線,L2相負(fù)載發(fā)生短路L2相白熾燈因被短路而熄滅。L1相、L3相白熾燈承受電源線電壓，將被燒壞。N′FU第4章4

2L1L2L3NI3?I1?I2?短路第25頁(yè)/共41頁(yè)Z2Z1Z3線、相電壓對(duì)應(yīng)相等L2L3L1U12?U23?U31?二、三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)(1)負(fù)載線、相電壓之間的關(guān)系第4章4

2每相負(fù)載的首端依次與另一相負(fù)載的末端相聯(lián)結(jié)在一起，形成閉合回路，再將三個(gè)結(jié)點(diǎn)分別接到三相電源上，這種聯(lián)結(jié)方式稱為三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)。負(fù)載接在火線間。U1?U2?U3?+–+–+–U12?U1?=U23?U2?=U31?U3?=第26頁(yè)/共41頁(yè)Z2Z1Z3線、相電壓對(duì)應(yīng)相等L2L3L1U12?U23?U31?二、三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)(1)負(fù)載線、相電壓之間的關(guān)系第4章4

2U1?U2?U3?+–+–+–(2)負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系I3?I1?I2?IL1?IL2?IL3?根據(jù)KCLIL1?=I1?–I3?IL2?=I2?–I1?IL3?=I3?–I2?Z1I1?U1?=Z2I2?U2?=Z3I3?U3?=第27頁(yè)/共41頁(yè)I1?I3?I2?IL3?IL1?IL2?三個(gè)線電流也對(duì)稱。若有效值用Il表示則有IL1=IL2=IL3=Il且Il

相位上線電流滯后于與之相應(yīng)的相電流30o

。IP=3由于三相電源對(duì)稱，若三相負(fù)載也對(duì)稱，則負(fù)載三個(gè)相電流必然也對(duì)稱。根據(jù)KCLIL1?=I1?–I3?IL2?=I2?–I1?IL3?=I3?–I2?Z1I1?U1?=Z2I2?U2?=Z3I3?U3?=第28頁(yè)/共41頁(yè)例4.2.1有一電源為星形聯(lián)結(jié)，而負(fù)載為三角形聯(lián)結(jié)的對(duì)稱三相電路，已知電源相電壓UPS=220V，負(fù)載每相阻抗模|Z|=10。試求負(fù)載的相電流以及電源的線電流和相電流的有效值。L2L3E1?E3?E2?U1?U2?U3?NL1NZ2Z1Z3U1?U2?U3?+–+–+–第29頁(yè)/共41頁(yè)例：已知UPS=220V，|Z|=10。試求IPL、IPS

、IlS

。第4章4

2解：由于電源為星形聯(lián)結(jié)，故電源線電壓UlL=UlS=380VUlS=UPS=1.73×220=380V3忽略供電線路的阻抗，則負(fù)載線電壓IlL=3IpL負(fù)載相電壓UPL=UlL

=380V相電流IPL=UPL|Z|=38A負(fù)載線電流=1.73×38=66A電源相線電流IPS=IlS=66A

L2L3E1?E3?E2?U1?U2?U3?NL1NZ2Z1Z3U1?U2?U3?+–+–+–第30頁(yè)/共41頁(yè)三相總有功功率P=P1+P2+

P3三相總無(wú)功功率Q=Q1+Q2+

Q3三相總視在功率S=P2+Q2等于各相有功功率的和等于各相無(wú)功功率的和若對(duì)稱負(fù)載，則有P1=

P2=

P3=UpIpcosQ1=

Q2=

Q3=UpIpsinP=3UpIpcosQ=3UpIpsinS=3UpIp由此得到總有功功率、無(wú)功功率、視在功率與相電壓、相電流的關(guān)系為第4章4

34.3三相功率在三相電路中，無(wú)論負(fù)載采用何種聯(lián)結(jié)方式、對(duì)稱與否第31頁(yè)/共41頁(yè)當(dāng)負(fù)載星形作聯(lián)結(jié)時(shí)負(fù)載作三角形聯(lián)接時(shí)Il

=

IpUl=

UpS=UlIl

3對(duì)稱負(fù)載三種功率與線電壓和線電流的關(guān)系第4章4

34.3三相功率P=3UpIpcosQ=3UpIpsinS=3UpIpQ=UlIl

sin3P=UlIl

cos3Ul

=3UpIl

=3Ip把上述各式代入得到負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三種功率與線電壓和線電流的關(guān)系為：第32頁(yè)/共41頁(yè)例:有一電源為星形聯(lián)結(jié)，而負(fù)載為三角形聯(lián)結(jié)的對(duì)稱三相電路，已知電源相電壓UPS=220V，負(fù)載每相阻抗模|Z|=10

、=60。試計(jì)算三相電路的P、Q、S。第4章4

2解：Ul

=380VUP

=380VA3810380PP===UI|Z|第33頁(yè)/共41頁(yè)L1L2L3I2?I3?I23?I12?I31?RRRNI1?I1?I1N?例:三相對(duì)稱電源，三相電阻爐每相電阻U12?0o=380VR=38,額定電壓UN=380V。接在L1與N之間的單相負(fù)載P=1100W，cos=0.5(感性),

試求各相電流和線電流,并畫出相量圖。計(jì)算三相電路的P、Q。第34頁(yè)/共41頁(yè)L1L2L3I2?I3?I23?I12?I31?RRRNI1?I1?I1N?

解：I12?=U12?0o=10ARI23?–120o=10AI31?120o=10AI1?=17.3-30°A=17.3-150°AI2?=17.390°AI3?I1?I1?I1N?+=I1N=P

U1×cos

=10I1N?