1、第5章 三相電路,5.1 三相電壓,5.2 負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路,5.3 負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路,5.4 三相功率,本章要求： 1. 掌握對稱三相負載Y和聯(lián)結(jié)時相線電壓、相線 電流關系; 2. 掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負載的正 確聯(lián)接方法，理解中線的作用; 3. 掌握對稱三相電路電壓、電流及功率的計算。,作業(yè)：第182頁起 5.2.8 5.4.1,三相電優(yōu)點： 1）三相輸電比單相輸電節(jié)省導線的材料； 2）三相交流電機比單相交流電機的性能好，經(jīng)濟效益高。,三相電路在生產(chǎn)上應用最為廣泛。發(fā)電和輸配電一般都采用三相制。在用電方面最主要的負載是交流電動機，交流電動機多數(shù)是三相的。民用電實

2、際上是三相中的一相。 學習本章的目的，是為后面的三相電機打基礎，也可了解電力系統(tǒng)供用電的基本知識。,圖5.1.1 三相交流發(fā)電機示意圖 (結(jié)構(gòu)),5.1 三相電壓,1. 三相電壓的產(chǎn)生,工作原理：動磁生電,圖5.1.2 三相繞組示意圖,圖5.1.3電樞繞組及其電動勢,三相電動勢瞬時表示式：,相量表示式：,: 直流勵磁的電磁鐵,相量圖,波形圖,相量表示：,三相電動勢瞬時表示式：,對稱三相電動勢的瞬時值之和為 0,三相交流電到達正最大值的順序稱為相序。,三個正弦交流電動勢滿足以下特征,A,X,Y,C,B,Z,2. 三相電源的星形聯(lián)結(jié),(1) 聯(lián)接方式,中性線(零線、地線),中性點,端線(相線、火線

3、),在低壓系統(tǒng),中性點通常接地，所以也稱地線。,相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機每相繞組）的電壓,線電壓：端線與端線間的電壓,(2) 線電壓與相電壓的關系,根據(jù)KVL定律,由相量圖可得,相量圖,30,同理,5.2 三相負載的聯(lián)結(jié),三相負載,不對稱三相負載： 不滿足 ZA =ZB = ZC 如由單相負載組成的三相負載,1. 三相負載,分類,三相負載的聯(lián)接 三相負載有 Y和 兩種接法。,三相負載連接原則（1） 電源提供的電壓=負載的額定電壓；（2） 單相負載盡量均衡地分配到三相電源上。,2. 負載星形聯(lián)結(jié)的三相電路,線電流：流過端線的電流,相電流：流過每相負載的電流,結(jié)論： 負載 Y聯(lián) 結(jié)時,相電

4、流等于線電 流。,(1) 聯(lián)結(jié)形式,N 電源中性點,N負載中性點,(2) 負載Y聯(lián)結(jié)三相電路的計算,1)負載端的線電壓電源線電壓 2)負載的相電壓電源相電壓,3)線電流相電流,Y 聯(lián)結(jié)時：,4)中線電流,負載 Y 聯(lián)結(jié)帶中性線時, 可將各相分別看作單相電路計算,負載對稱時,中性線無電流,可省掉中性線。,(3) 對稱負載Y 聯(lián)結(jié)三相電路的計算,所以負載對稱時，三相電流也對稱。,負載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。,例1：,中性線電流,(2) 三相負載不對稱（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分別計算各線電流,中性線電流,總結(jié)：有中性線的三相電路可以看做三個單項

5、分別計算； 負載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流根據(jù)對稱性寫出。,例2:,求例1電路中性線斷開時不對稱負載的相電壓 及相電流。,則節(jié)點電壓,負載電壓,可見： 1. 不對稱三相負載做星形聯(lián)結(jié)且無中性線時, 三相 負載的相電壓不對稱。 2. 照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。,討論,照明電路能否采用三相三線制 供電方式？,A,C,B,.,.,.,一層樓,二層樓,三層樓,N,設線電壓為380V。 A相斷開后，B、C 兩相串連，電壓UBC （380V）加在B、C負載上。如果兩相負載對稱，則每相負載上的電壓為190V。,問題1：若一樓全部斷開，二、三樓

6、仍然接通, 情況如何?,分析：,結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。,問題2：若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓 燈的數(shù)量不等（設二樓燈的數(shù)量為三層的 1/4 ）結(jié)果如何？,結(jié)果：二樓燈泡上的電壓超過額定電壓， 燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。,分析,1. 聯(lián)結(jié)形式,5.3 負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路,線電流: 流過端線的電流,相電流: 流過每相負載的電流 、 、,線電流不等于相電流,(2) 相電流,(1) 負載相電壓=電源線電壓,即: UP = UL,一般電源線電壓對稱，因此不論負載是否對稱，負載相電壓始終對稱, 即,2. 分析計算,相電流：,線電流：,UAB=UBC=UCA=Ul=UP,相量圖

7、,負載對稱時, 相電流對稱，即,(3) 線電流,由相量圖可求得,為此線電流也對稱，即 。,線電流比相應的相電流 滯后30。,三相負載的聯(lián)接原則:,負載的額定電壓 = 電源的線電壓(380V),負載的額定電壓 = 電源線電壓,應使加于每相負載上的電壓等于其額定電壓。,三相電動機繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三 角形，而照明負載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。,即(220V時),5.4 三相功率,對稱負載 聯(lián)結(jié)時：,同理,對稱負載Y聯(lián)結(jié)時：,相電壓與相 電流的相位差,當負載對稱時：P = 3Up Ipcosp,所以,三相總有功功率：,正誤判斷,對稱負載 Y聯(lián)結(jié),對稱負載 Y聯(lián)結(jié),正誤判斷,Y聯(lián)結(jié)

8、,有一三相電動機, 每相的等效電阻R = 29, 等效 感抗XL=21.8, 試求下列兩種情況下電動機的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果： (1) 繞組聯(lián)成星形接于UL =380 V的三相電源上; (2) 繞組聯(lián)成三角形接于UL=220 V的三相電源上。,例1:,解:,(1),(2),比較(1), (2)的結(jié)果:,有的電動機有兩種額定電壓, 如220/380 V。 當電源電壓為380 V時, 電動機的繞組應聯(lián)結(jié)成星形； 當電源電壓為220 V時, 電動機的繞組應聯(lián)結(jié)成三角形。,在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中, 相電壓、相電流 以及功率都未改變，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流 比星

9、形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大 倍。,例2:,各電阻負載的相電流,由于三相負載對稱，所以只需計算一相，其它兩相可依據(jù)對稱性寫出。,負載星形聯(lián)接時，其線電流為,負載三角形聯(lián)解時，其相電流為,(2) 電路線電流,一相電壓與電流的相量圖如圖所示,一相電壓與電流的相量圖如圖所示,(3) 三相電路的有功功率,某大樓為日光燈和白熾燈混合照明，需裝40瓦 日光燈210盞(cos1=0.5)，60瓦白熾燈90盞(cos2=1), 它們的額定電壓都是220V，由380V/220V的電網(wǎng)供電。試分配其負載并指出應如何接入電網(wǎng)。這種情況下,線路電流為多少？,例3：,解: (1) 該照明系統(tǒng)與電網(wǎng)連接圖,解: (1) 該照明系統(tǒng)與電網(wǎng)連接圖,例4：,某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來，而第一層樓電燈亮度不變，試問這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同時發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又是什么原因？,解: (1) 本系統(tǒng)供電線路圖,(2)