1、。10三相正弦交流電路，10三相正弦交流電路，教學(xué)重點(diǎn)1。了解三相交流電源的產(chǎn)生和特點(diǎn)。2.掌握三相四線制電源的線電壓和相電壓的關(guān)系。3.掌握對稱三相負(fù)載Y連接時(shí)負(fù)載線電壓與相電壓、線電流和相電流的關(guān)系。4.掌握對稱三相功率的計(jì)算方法。1.掌握三相電力系統(tǒng)的線電壓與相電壓、線電流和相電流之間的相位關(guān)系。2.熟練分析和計(jì)算三相電路的電壓、電流和功率。10個(gè)三相正弦交流電路，10.1個(gè)三相交流電源，10.2個(gè)三相負(fù)載連接，10.3個(gè)三相電源，10.4個(gè)安全功耗，本章概述，10.1個(gè)三相交流電源，產(chǎn)生1，3相交流電動勢，連接2，3相交流電源，產(chǎn)生1，3相交流電動勢，1。振幅和頻率相等、相位差為120

2、的對稱三相電動勢稱為對稱三相電動勢。對稱三相電動勢瞬時(shí)值的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：第一相(U相)電動勢：E1=電動勢第二相(V相)電動勢：E2=電動勢(T 120)第三相(W相)電動勢：E3=電動勢(T 120)。顯然，E1 E2 E3=0。波形圖和矢量圖如圖10-1所示。圖10-1對稱三相電動勢波形圖和矢量圖，2.相序。三相電動勢達(dá)到最大值(振幅)的順序稱為相序。E1領(lǐng)先e2 120，E2領(lǐng)先e3 120，E3領(lǐng)先E1 120。這種相序稱為正常相序或正向相序。相反，如果e1是e3的120倍，e3是e2的120倍，e2是e1的120倍，這種相序稱為負(fù)相序或反相序。相序是一個(gè)非常重要的概念。為了保證電力

3、系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，通常統(tǒng)一規(guī)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通常，配電板上的U相標(biāo)有黃色，V相標(biāo)有綠色，W相標(biāo)有紅色。兩相電源和三相電源的連接，三相電源有兩種類型：星形(也叫Y形)連接和三角形(也叫形)連接。1。三相電源的星形連接在一點(diǎn)上連接三相發(fā)電機(jī)三相繞組的U2、V2和W2(相尾)，啟動端U1、V1和W1(相頭)分別與負(fù)載連接。這種連接方式稱為星形連接。如圖10-2所示。圖10-2三相繞組星形連接。從三相電源的三相頭U1、V1和W1引出的三根導(dǎo)線稱為端線或相線，通常稱為火線，任何兩根火線之間的電壓稱為線電壓。Y形連接的公共耦合點(diǎn)稱為中性點(diǎn)，從中性點(diǎn)引出的導(dǎo)體稱為中性線或中性線。由三相線和一條零線組成的傳輸方

4、式稱為三相四線制(通常用于低壓配電)。每個(gè)相繞組的始端和末端之間的電壓(即相線和零線之間的電壓)稱為相電壓。它們的瞬時(shí)值由u1、u2和u3表示。顯然，這三相電壓也是對稱的。相電壓的幅度(有效值)是U1=U2=U3=UP，圖10-3相電壓和線電壓矢量圖。任何兩個(gè)相的起點(diǎn)之間的電壓(即火線和火線之間的電壓)稱為線電壓，它們的瞬時(shí)值由u12、u23和u31表示。Y連接的矢量圖如圖10-3所示。顯然，三條線的電壓也是對稱的。幅度(有效值)是線路電壓比相應(yīng)的相電壓高30。例如，線電壓u12比相電壓u1超前30，線電壓u2 3比相電壓u2超前30，線電壓u31比相電壓u3超前30。三相電源的三角形連接將三

5、相發(fā)電機(jī)的第二繞組起始端V1與第一繞組的端U2、第三繞組起始端W1與第二繞組的端V2、第一繞組s特別需要注意的是，如果只有三根電線(三相三線系統(tǒng))從工業(yè)電力系統(tǒng)引出，那么它們都是帶電電線(沒有中性線)。此時(shí)，三相電壓指的是線路電壓UL。另一方面，需要從民用電源引出一條中性線，并且所有電壓都指相電壓UP。眾所周知，發(fā)電機(jī)三相繞組產(chǎn)生的電動勢為E=220伏，試求：(1)三相電源y接時(shí)的相電壓UP和線電壓ul；(2)當(dāng)三相電源以一定形狀連接時(shí)的相電壓UP和線電壓UL。(1)三相電源y形連接：相電壓UP=220伏，線路電壓，(2)三相電源y形連接：相電壓UP=220伏，線路電壓，UL=UP=220伏，

6、10.2、三相負(fù)荷連接，1、負(fù)荷星形連接，2、負(fù)荷三角形連接，1、負(fù)荷星形連接，三相負(fù)荷星形連接如圖10-4所示。圖10-4三相負(fù)載的星形連接。這種連接方法有三根火線和一根零線。它被稱為三相四線電路，由圖片重疊而成。在這種電路中，三相電源也必須是y連接的，所以它也被稱為y-y連接法的三相電路。顯然，不管負(fù)載是否對稱(相等)，電路中的線電壓UL等于負(fù)載相電壓UYP的倍數(shù)，即負(fù)載的相電流IYP等于線電流IYL，即IYL=IYP。當(dāng)三相負(fù)載對稱時(shí)，即每相負(fù)載完全相同，相電流和線電流必須對稱(稱為Y-Y對稱三相電路)。也就是說，每個(gè)相電流(或每個(gè)線路電流)具有相同的幅度、相同的頻率、彼此相差120的相

7、位差，并且零線電流為零。因此，可以去除中性線，即形成三相三線電路，也就是說，對于對稱負(fù)載，不需要考慮電源的連接，只需要考慮負(fù)載的連接。在負(fù)載為Y形連接的對稱三相電路中，已知每個(gè)相負(fù)載為| Z |=20，線路電壓UL=380伏。試著找出：每個(gè)相電流(即線路電流)。解決方案：在對稱y負(fù)載中，相電壓、相電流(即線電流)為：2.如圖10-5所示，當(dāng)負(fù)載連接時(shí)，只能形成三相三線電路。圖10-5三相負(fù)載的三角形連接，顯然，不管負(fù)載是否對稱(相等)，電路中的負(fù)載相電壓up等于線電壓UL，即UP=UL。當(dāng)三相負(fù)載對稱時(shí)，即每相負(fù)載完全相同，相電流和線路電流也必須對稱。負(fù)載的相電流為，線電流il等于相電流IP的

8、倍數(shù)，即例10-3在對稱的三相電路中，負(fù)載以如下形式連接。眾所周知，每相負(fù)載是| z |=50，而線電壓UL=380伏，試著找出每相的電流和線電流。解決方案：在連接負(fù)載中，相電壓等于線電壓，即UP=UL，則相電流、線電流，例10-4三相發(fā)電機(jī)是星形連接，負(fù)載是星形連接，發(fā)電機(jī)相電壓Up=1000 V，各相負(fù)載的電阻R=50 k，XL=25 k試找：(1)相電流；(2)線路電流；(3)線路電壓。解決方案：(1)相電流，(2)線路電流IP=17.9毫安，(3)線路電壓，10.3三相電路的功率，三相負(fù)載的有功功率等于各相功率之和，即p=p1p2 P3。在對稱三相電路中，無論負(fù)載是星形連接還是三角形連

9、接，由于各相負(fù)載相同，各相電壓相同，相電流也相同，因此三相功率也相同，其中對稱負(fù)載的阻抗角也是負(fù)載相電壓與相電流的相位差。三相電路的功率因數(shù)為，例10-5存在對稱的三相負(fù)載，每相的電阻為R=6，電抗為X=8，三相電源的線電壓為UL=380伏。查找：(1)當(dāng)負(fù)載以星形連接時(shí)的功率Py；(2)負(fù)載以三角形連接時(shí)的功率P。解決方案：每相的阻抗為，功率因數(shù)，(1)當(dāng)負(fù)載以星形連接時(shí)，相電壓線電流等于相電流負(fù)載的功率，10.電擊對人體造成的傷害程度與流經(jīng)人體的電流的頻率和大小、通電時(shí)間的長短、流經(jīng)人體的電流路徑以及觸電者的情況有關(guān)。觸電事故表明，頻率為50 100赫茲的電流是最危險(xiǎn)的，通過人體的電流超過

10、50毫安(電源頻率)，就會產(chǎn)生呼吸困難、肌肉痙攣、中樞神經(jīng)損傷，從而使心臟停止跳動甚至死亡，電流流經(jīng)大腦或心臟時(shí)，最有可能造成死亡。造成觸電傷害的主要因素是電流，但電流的大小是由施加在人體上的電壓和人體的電阻值決定的。人體的抵抗力通常在8到數(shù)萬歐元之間。低于36 V的電壓通常被指定為安全電壓，不會對人身安全造成威脅。常用的電擊方法有單相電擊和兩相電擊。人體同時(shí)接觸兩條相線，形成兩相電擊。這時(shí)，人體在380伏線電壓的作用下最危險(xiǎn)。單相電擊是指人體接觸到地面上的相線，電流通過人體流入地面引起電擊。此外，當(dāng)一些電氣設(shè)備因?qū)щ娊^緣損壞而漏電時(shí)，人體接觸外殼也會發(fā)生觸電事故。為了防止觸電事故，除了必須在

11、相線上安裝開關(guān)和合理選擇電線和保險(xiǎn)絲外，還必須采取以下保護(hù)措施。(1)電氣設(shè)備的正確安裝電氣設(shè)備應(yīng)按照說明書和要求正確安裝，不得馬虎。帶電部件必須有保護(hù)罩或放置在不容易接觸到的高度，以防止電擊。(2)電氣設(shè)備的保護(hù)接地將電氣設(shè)備的金屬外殼與埋在地下的導(dǎo)體和接地裝置連接起來，稱為保護(hù)接地，適用于中性點(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng)。電氣設(shè)備采用保護(hù)接地后，即使外殼因絕緣不良帶電，當(dāng)工人觸摸外殼時(shí)，也相當(dāng)于人體與接地電阻并聯(lián)，人體電阻遠(yuǎn)大于接地電阻，因此流經(jīng)人體的電流很小，保證了人身安全。(3)電氣設(shè)備保護(hù)接零保護(hù)接零是指在中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的金屬外殼與中性線連接起來。此時(shí)，如果電氣設(shè)備的

12、絕緣損壞并與外殼碰撞，由于中性線的電阻小，短路電流非常大，這將立即導(dǎo)致電路中的保險(xiǎn)絲燒斷并切斷電源，從而消除觸電的危險(xiǎn)。(4)漏電保護(hù)裝置的使用漏電保護(hù)裝置主要用于防止漏電引起的觸電事故和單相觸電事故；二是防止漏電引發(fā)火災(zāi)事故，監(jiān)控或排除接地故障。一些漏電保護(hù)裝置也可以消除三相電機(jī)的相位故障。本章總結(jié)了電路的基本概念，包括：單相和三相電源、兩相和三相負(fù)載、三相和三相電源以及四相安全功耗。最大值和頻率相同且相差120的三個(gè)電動勢稱為對稱三相電動勢。對稱三相電動勢瞬時(shí)值的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：第一相(u相)電動勢：e1=Emsin( t)第二相(v相)電動勢：E2=EMS in (T 120)第三相(w

13、相)電動勢：E3=EMS in (T 120)。三相電源中的繞組有兩種星形(也稱為Y形)連接和三角形(也稱為三角形)連接。1.三相負(fù)載的y連接。在三相四線電路中，線電壓UL是負(fù)載相電壓UYP的兩倍，即負(fù)載的相電流IYP等于線電流IYL，即IYL=IYP。當(dāng)三相負(fù)載對稱時(shí)，即每個(gè)相電流(或每個(gè)線路電流)的最大值相等，頻率相同，相位不同負(fù)載的相電流為，線路電流IL等于相電流IP的倍數(shù)，即IL=IP，三相負(fù)載的有功功率等于相功率之和，即，P=P1P2P3。在對稱三相電路中，無論負(fù)載是星形還是三角形，由于相負(fù)載相同，相電壓相同，相電流相同，因此三相功率為，其中是對稱負(fù)載的阻抗角，也是負(fù)載的相電壓和相電流之間的相位差。三相電源，三相電源，1。電擊模式：人體因接觸高電壓帶電體而受到過大電流，導(dǎo)致死亡或局部受傷的現(xiàn)象稱為電擊。電擊對人體造成的傷害程度與流經(jīng)人體的電流的頻率和大小、通電時(shí)間的長短、流經(jīng)人體的電流路徑以及電擊受害者的情況有關(guān)。低于36 V的電壓通常被指定為安全電壓。常用的電擊方法