电路三相电路课件ppt.ppt
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1、第第1212章章 三相电路三相电路l重点重点 1. 1.三相电路的基本概念三相电路的基本概念 2. 2.对称三相电路的分析对称三相电路的分析 3. 3.不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念 4. 4.三相电路的功率三相电路的功率 三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差此相差1200的正弦电动势作为供电电源的电路。的正弦电动势作为供电电源的电路。 三相电路的优点:三相电路的优点: (1)发电方面:比单项电源可提高功率)发电方面:比单项电源可提高功率50; (2)输电方面:比单项输电节省钢材)输电方面:比单项输电节省钢材25; (3)配电方面
2、:三相变压器比单项变压器经济且便于接)配电方面:三相变压器比单项变压器经济且便于接 入负载;入负载; (4)运电设备:具有结构简单、成本低、运行可靠、维)运电设备:具有结构简单、成本低、运行可靠、维 护方便等优点。护方便等优点。 以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电力系统采用的主要供电方式。是目前电力系统采用的主要供电方式。 研究三相电路要注意其特殊性,即:研究三相电路要注意其特殊性,即: (1)特殊的电源)特殊的电源 (2)特殊的负载)特殊的负载 (3)特殊的连接)特殊的连接 (4)特殊的求解方式)特殊的求解方式1.1.对称三相电源
3、的产生对称三相电源的产生通常由三相同步发电机通常由三相同步发电机产生,三相绕组在空间互差产生,三相绕组在空间互差120,当转子以均匀角速当转子以均匀角速度度 转动时,在三相绕组中转动时,在三相绕组中产生感应电压,从而形成对产生感应电压,从而形成对称三相电源。称三相电源。NSI AZBXCY三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图12.1 12.1 三相电路三相电路(1 1) 瞬时值表达式瞬时值表达式)120cos(2)()120cos(2)(cos2)(oCoBA tUtutUtutUtu A+XuAB+YuBC+ZuC(2 2) 波形图波形图0A、B、C 三端称为始端三端称为始端,X、Y、Z
4、 三端称为末端三端称为末端。 t uAuBuuCO(3 3) 相量表示相量表示)0( 1201200oCoBoA UUUUUUA UCUBU120120120(4 4) 对称三相电源的特点对称三相电源的特点00 CBACBA UUUuuuBAUU正序正序(顺序顺序):ABCA负序负序(逆序逆序):ACBAABC相序的实际意义:对三相电动机,如果相序反了,就会反转。相序的实际意义:对三相电动机,如果相序反了,就会反转。以后如果不加说明,一般都认为是正相序。以后如果不加说明,一般都认为是正相序。DABC123DACB123正转正转反转反转(5 5) 对称三相电源的相序对称三相电源的相序ABC三相电
5、源中各相电源经过同一值三相电源中各相电源经过同一值( (如最大值如最大值) )的先后顺序的先后顺序2. 2. 三相电源的联接三相电源的联接把三个绕组的末端把三个绕组的末端 X, Y, Z 接在一起,把始端接在一起,把始端 A,B,C 引出来引出来+ANX+BY+CZA UB UC UA IA+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UB IC I X, Y, Z 接在一起的点称为接在一起的点称为Y联接对称三联接对称三相电源的中性点,用相电源的中性点,用N表示。表示。(1 1)星形联接)星形联接( (Y联联接接) )(2 2)三角形联接)三角形联接( ( 联联接接) )+AX
6、BYCZA UB UC U+A+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U三角形联接的对称三相电源没有中点。三角形联接的对称三相电源没有中点。三个绕组始末端顺序相接。三个绕组始末端顺序相接。名名词词介介绍:绍:(1) (1) 端线端线( (火线火线) ):始端:始端A, B, C 三端引出线。三端引出线。(2) (2) 中线:中性点中线:中性点N引出线,引出线, 接无中线。接无中线。(3) (3) 三相三线制与三相四线制。三相三线制与三相四线制。(5) (5) 相电压:每相电源的电压。相电压:每相电源的电压。(4) (4) 线电压:端线与端线之间的电压。线电
7、压:端线与端线之间的电压。CACB BA, UUUCBA,UUUA+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA UA+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC I3. 3. 三相负载及其联接三相负载及其联接 三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分叫做一三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分叫做一相负载,三相负载也有星型和三角形二种联接方式。相负载,三相负载也有星型和三角形二种联接方式。ABCNA IB IC IN IZAZCZBABCA IB IC IZBCZCAZABab Ibc Ica I星形联接星形联接三角形联接三角
8、形联接CABCABCBAZZZZZZ , 当当称三相对称负载称三相对称负载负载的相电压:每相负载上的电压。负载的相电压:每相负载上的电压。,NCNBNAUUU线电流:流过端线的电流。线电流:流过端线的电流。CBAIII,相电流:流过每相负载的电流。相电流:流过每相负载的电流。cabcabIII,abINAUNAUABCNA IB IC IN IZAZCZBABCA IB IC IZBCZCAZABab Ibc Ica I负载的线电压:负载端线间的电压。负载的线电压:负载端线间的电压。,ACCBBAUUU4. 4. 三相电路三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所三相电路就是由对
9、称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成:组成的系统。工程上根据实际需要可以组成:电源电源YY负载负载电源电源Y负载负载当组成三相电路的电源和负载都对称时,称对称三相电路当组成三相电路的电源和负载都对称时,称对称三相电路+AN+B+CZA UB UC UZZN三相四线制三相四线制+A UB UC UABCZZZYYY1. Y联接联接12.2 12.2 对称三相电源线电压(电流)对称三相电源线电压(电流) 与相电压(电流)的关系与相电压(电流)的关系oCCNoBBNoANA120 120 0 UUUUUUUUU设设oooNACNCAoooCNNBCBoooBNNABA
10、150301209031201203031200 UUUUUUUUUUUUUUUUUUA+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UA IB IC IBNU 利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:线电压对称线电压对称( (大小相等,大小相等,相位互差相位互差120120o o) )一般表示为:一般表示为:BA U30oNA UBN UCN U30o30oBC UCA UNA UBN UCN UBA UBC UCA Uo CNCAo BNCBo ANBA303303303 UUUUUU对对Y接法的接法的对称三相电源对称三相电源 所谓的
11、所谓的“对应对应”:对应相电压用线电压的:对应相电压用线电压的 第一个下标字母标出。第一个下标字母标出。(1) 相电压对称,则线电压也对称。相电压对称,则线电压也对称。(3) 线电压相位领先对应相电压线电压相位领先对应相电压30o。 .3 ,3 )2(plUU 即即倍倍的的线线电电压压大大小小等等于于相相电电压压CNCABNC BANB A UUUUUU结论结论2. 联联接接oCoBoA120 120 0 UUUUUU设设oCCAoBCBoABA1201200 UUUUUUUUU即线电压等于对应的相电压。即线电压等于对应的相电压。A+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB
12、 IC ICA U 以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。星型负载和三角型负载。关于关于 联联接电源需要强调一点:始端末端要依次相连。接电源需要强调一点:始端末端要依次相连。正确接法正确接法错误接法错误接法I =0 , 联联接电源接电源中不会产生环流。中不会产生环流。注意注意A UB UC U I0CBA UUUCCBA2 UUUUA UB UC U IC U总总 UI 0 , 接电源接电源中将会产生环流。中将会产生环流。 当将一组三相电源连成三角形时,当将一组三相电源连成三角形时,应先不完全闭合,留下一个开口,在开口应先不完全闭
13、合,留下一个开口,在开口处接上一个交流电压表,测量回路中总的处接上一个交流电压表,测量回路中总的电压是否为零。如果电压为零,说明连接电压是否为零。如果电压为零,说明连接正确,然后再把开口处接在一起。正确,然后再把开口处接在一起。VV型接法的电源:若将型接法的电源:若将 接的三相电源去掉一相,则线电压接的三相电源去掉一相,则线电压仍为对称三相电源。仍为对称三相电源。+ABCB UA UBA UBC UCA UABCA UB U+3. 3. 相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系A+BCABCNA UB UC UA IB IC IABCNA IB IC IN IZZZ星型联接时,线电流等于相电流
14、。星型联接时,线电流等于相电流。结论结论ABCA IB IC IZZZab Ibc Ica IZUZUINANAA 33/ABCA IB IC IZ/3Z/3Z/3N0030330)3(3 ZUZUBABA0303 abI结论结论(2) 线电线电流流相位相位滞后滞后对应相电对应相电流流30o。 .3 ,3 )1(plII 即即倍倍的的线线电电流流大大小小等等于于相相电电流流联接的对称电路:联接的对称电路:12.3 12.3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因而可以引入一特殊的计算方法。而可以引入
15、一特殊的计算方法。1. 1. YY联接联接( (三相三线制)三相三线制)+_+_+NnZZZA UB UC UA IB IC IABCabcZZUUUUUU | 120 120 oCoBA设设以以N点为参考点,对点为参考点,对n点列写节点方程:点列写节点方程:CBAnN111)111( UZUZUZUZZZ0 0)(13nNCBAnN UUUUZUZnNU+_+_+NnZZZA UB UC UA IB IC IABCabc负载侧相电压:负载侧相电压:oCcnoBbnAan120120 UUUUUUUUU因因N,n两点等电位,可将其短路,且其中电流为零。两点等电位,可将其短路,且其中电流为零。这
16、样便可将三相电路的计算化为这样便可将三相电路的计算化为单单相电路的计算。相电路的计算。+_+_+NnZZZA UB UC UA IB IC IABCabcA相计算电路相计算电路+A UA IANnaZanU也为对称也为对称电压电压计算电流:计算电流:ZUZUZUIZUZUZUIZUZUZUI oCcnCoBbnBAanA120|120|为对称为对称电流电流结论结论1. UnN=0,电源中点与负载中点等电位。电源中点与负载中点等电位。有无有无 中线对电路情况没有影响。中线对电路情况没有影响。2. 2. 对称情况下,各相电压、电流都是对称的,可采用一对称情况下,各相电压、电流都是对称的,可采用一相
17、(相(A相)等效电路计算。只要算出一相的电压、电流,相)等效电路计算。只要算出一相的电压、电流,则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。3. 3. Y形联接的对称三相负载,其相、线电压、电流的关系形联接的对称三相负载,其相、线电压、电流的关系为:为:abAanabIIUU ,3032. 2. Y 联联接接+_+_+NZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc Ica IoCAcaoBCbcoABab1503903303 UUUUUUUUU负载上相电压与线电压相等:负载上相电压与线电压相等:ZZUUUUUU | 120 12
18、0 oCoBA设设解法一解法一ZUZUIZUZUIZUZUI ocacaobcbcoabab150|390|330|3计算相电流:计算相电流:线电流:线电流:ocabccaCobcabbcBoabcaabA303303303 IIIIIIIIIIII30o30oA Uab Iab U30oA I30obc Ica IB IC I caI (1) (1) 负载上相电压与线电压相等,且对称。负载上相电压与线电压相等,且对称。(2) (2) 线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的电流的 倍,相位落后相应相电流倍,相位落后相应相电流3030。3 故上述电
19、路也可只计算一相,根据对称性即可得到故上述电路也可只计算一相,根据对称性即可得到其余两相结果。其余两相结果。+_+_+NZZZA UB UC UA IB IC IABCabcab Ibc Ica InZ/3结论结论解法二解法二ZUZUZUI |333/AanA+A UA IANnaZ/3ZUII ooAab30|33031ooanab303303 UUU利用计算相电流的一相等效电路。利用计算相电流的一相等效电路。+AB Uab IABbaZ303330330|3oabab UUUUZUIIZUZUZUIABabanabAAB解法三解法三3. 3. 电源为电源为 联接时的对称三相电路的计算联接时
20、的对称三相电路的计算 将将 接电源用接电源用Y接电接电源替代,保证其线电压相源替代,保证其线电压相等,再根据上述等,再根据上述YY, Y 接方法计算。接方法计算。+ABCBCU CAU ABU BA UBC UA IB IC ICA UA I+NABCNANU BNU CNU BA UBC UCA UB IC IoCACNoBCBNoABAN303130313031 UUUUUU例例b+_ACBZZlBA UBC UAC UZlZlZZacA I+NA UA IANnaZ/3Zl3031 ABANUU(1) (1) 将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电源、负载都化为等值YY接电路;接电路
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