K第十二章三相电路2015

1、南昌航空大学电工电子教研部第十一章第十一章 三相电路三相电路教学目的和要求：教学目的和要求： 1、掌握三相电源及三相负载的星形、三角形联接。、掌握三相电源及三相负载的星形、三角形联接。2、掌握对称三相电路中相电压、线电压、相电流、掌握对称三相电路中相电压、线电压、相电流、线电流的关系。线电流的关系。3、熟练掌握对称三相电路的计算。、熟练掌握对称三相电路的计算。 4、掌握三相电路平均功率的计算、掌握三相电路平均功率的计算 。重点：重点： 1、三相电路的联接及各参量之间的关系。、三相电路的联接及各参量之间的关系。 2、对称三相电路及其功率的计算。、对称三相电路及其功率的计算。 难点：难点： 1、对

2、称三相电路中相电压、线电压、相电流、对称三相电路中相电压、线电压、相电流、 线电流的关系。线电流的关系。 2、三相电路功率的计算。、三相电路功率的计算。 11-1 三相电路三相电路一、三相电源一、三相电源 0)()()(tututuCBA)cos(2tUuA时域特征时域特征: :)120cos(2tUuB)120cos(2tUuCuAuBuCo o t tuAuBuC复数域特征：复数域特征：0UUA120UUB120UUC电压相量关系：电压相量关系：AUBUCU0CBAUUU相量图：相量图：相序：相位变化的次序相序：相位变化的次序正序：正序：A-B-CA-B-C 负序：负序：A-C-BA-C-

3、B二、三相电路二、三相电路1、Y形连接形连接ZAZCZBuAuCuB2、 形连接形连接uAuBuCZAZBZC3、 三相电路三相电路1) Y-Y连接连接三相四线系统三相四线系统三相三线系统三相三线系统ZAZCZBuAuCuB2) Y-连接连接ZAZCZBuAuCuB3) - 连接连接ZAZCZBuAuCuB4) - Y连接连接ZAZCZBuAuCuB4、三相电路常用名词、三相电路常用名词端线端线( (火线火线) )：中线（零线）：中线（零线）：中线电流中线电流平衡三相电路；平衡三相电路；不平衡三相电路不平衡三相电路线电压线电压相电压相电压线电流线电流相电流相电流中线电压中线电压11-2 相电压

4、与线电压、相电流与线电流的关系相电压与线电压、相电流与线电流的关系一、一、 Y连接负载连接负载 ZAZBZCUa.Ub.Uc.IA.IaA AB BC CUAB.UBC.IC.IB.UCA.相电流相电流 = 线电流线电流aIAI相电压与线电压关系相电压与线电压关系 ABACBA0120120240UUUUUUUZAZBZCUa.Ub.Uc.IA.IaA AB BC CUAB.UBC.IC.IB.UCA.Ua.Ub.Uc.UAB.ABABAAABCBCBBBCACACCC120330120330120330UUUUUUUUUUUUUUUUUU0330UU线相3线电压有效值是相电压有效值的线电压有

5、效值是相电压有效值的 倍，倍，相位超前角相位超前角30电压相量图电压相量图 二、二、 连接负载连接负载 .IAA AB BC CZ ZA AZ ZB BZ ZC C.IabUa.UAB.Ibc.IcaIC.IB相电压相电压 = 线电压线电压负载相电流为一组对称负载相电流为一组对称三相电流三相电流: : ABABBCBCABCACABC120120UIZUIIZUIIZaABbBCcCAUUUUUU303线电流也为一组对称三相电流，线电流也为一组对称三相电流，线电流滞后相电流线电流滞后相电流 , ,其有效其有效值为相电流的值为相电流的 倍。倍。0330II线相AABCAABBBCABBCCCAB

6、CCA330330330IIIIIIIIIIII线电流与相电流线电流与相电流: : IAIab.Ibc.Ica.IAA AB BC CZ ZA AZ ZB BZ ZC C.IabUa.UAB.Ibc.IcaIC.IB以三相四线制为例以三相四线制为例, ,三相电源与三相负载中点间电压：三相电源与三相负载中点间电压：CABABCNN00011113lllllllEEEZZZZZZEEEUZZZZZZZZZZEA.EB.Ec.ZZZ.IaA AB BC C.I0N NN NZ0lZlZlZ0000120120AABACAEEEEEE11-3 对称三相电路的计算对称三相电路的计算负载各相电流负载各相电

7、流:AAlEIZZBBA120lEIIZZCCA120lEIIZZ中线电流中线电流: : 00ABCIIIIEA.EB.Ec.ZZZ.IaA AB BC C.I0N NN NZ0lZlZlZEA.Z.IaA AlZN NN N单相计算图单相计算图下面用具体例子来说明对称三相电路的计算特点下面用具体例子来说明对称三相电路的计算特点 。对称三相电路特点：对称三相电路特点：a）Y型联接中点为等电位，中线电流恒为另。中型联接中点为等电位，中线电流恒为另。中线阻抗不影响三相对称电路；线阻抗不影响三相对称电路；b）电路计算时，可任取一相电路单独计算，把某）电路计算时，可任取一相电路单独计算，把某相电路及中

8、性点相连组成单相图计算；相电路及中性点相连组成单相图计算；c）电路其余二相可由对称性直接写出；）电路其余二相可由对称性直接写出；d）对于）对于 型电源和负载，计算时应先转化为型电源和负载，计算时应先转化为Y型型联接。联接。AB380 0 VEA220 0 VE14Zj23Zj(9060)ZjZ例例1图示为由两组对称三相电源供电的三相电路图示为由两组对称三相电源供电的三相电路,已知已知，试求负载试求负载上的相电压与相电流。上的相电压与相电流。EAB.Ea.EBC.ECA.Z Z1 1Z Z2 2ZEb.Ec.解：为画出单相图，需将解：为画出单相图，需将形联结的电源与形联结的电源与形联结形联结的负

9、载转换为的负载转换为Y形联结，由形联结，由Y转换的相电压线电压转换的相电压线电压关系，可知关系，可知形联结的电源等效转换为形联结的电源等效转换为Y形联结的相形联结的相电势为电势为ABA3022030 V3EE 由由形联结负载转换为形联结负载转换为Y形联结后其等效阻抗为形联结后其等效阻抗为:13YZZ(3020)YZjEa.Z Z1 1Z Z2 2Eb.Ec.AEYZI.取取A相电路，并把各中性点联结，则得到如图所示的相电路，并把各中性点联结，则得到如图所示的单相图单相图。设。设N为参考点，则列节点方程为为参考点，则列节点方程为 A1A12aN1222030220 0/j4j3V111111j4

10、j330j20YEZEZUZZZ20715 V则则 Ea.Z Z1 1Z Z2 2AEYZIAY.a aN NaNAYY20715A5.7548.7 A30j20UIZ此为此为Y形联结的相电流，也为线电流值。则形联结的相电流，也为线电流值。则形联结形联结的实际相电流为的实际相电流为 :AYAB303.3218.7 A3II相电压为相电压为 :ABAB359 15 VUIZ例例2 图示电路可由单相电压源获得一组对称三相电源图示电路可由单相电压源获得一组对称三相电源,为使为使,ABBCCAUUU成为一组有效值为成为一组有效值为200V的对称正序的对称正序三相电压源三相电压源, 试求试求 的值的值,

11、 已知已知R=100 。,SLCUXXXCXLRRRACBUs.IC.IL.解解:利用相量图求解利用相量图求解ABBCCA0120120UUUUUUABBCCA0120120UIRUIRUIRUAB.UBC.UCA.IL.IC.IBC.ICA.IAB.UC.UL.Us.ABCAABCABCCA330330LCIIIIIIIICCLAUUU组成等边三角形组成等边三角形,CCLAUUUSLA BUUU33LABLLABUURXII33CABCCABUURXII3SABUUXCXLRRRACBUs.IC.IL.例例3 如图电路如图电路, 已知已知0012380 0,380120UV UV，求开关闭合

12、后的电流，求开关闭合后的电流I。2040Zj解解: 开关开关K打开时打开时,电路为电路为对称三相系统对称三相系统.ABBCCA380 0380120380120UUUK KI.R1R1R1R2R2R2U1.U2.ACBa ab b利用对称三相电路求利用对称三相电路求abUUa.IA.R1R23 3单相图单相图ABa1303UU0012220305.530/31030AaUIRR005.51505.5 90BCIIK KI.R1R1R1R2R2R2U1.U2.ACBa ab b21()ABCBUUR II0165 3120 V0012220305.530/31030AaUIRR入端阻抗入端阻抗R

13、1R1R1R2/3R2/3R2/3110R 2/330R212/260/20153iRRR 0165 31205.38169152040abiUIRjZ11-4 不对称三相电路概念不对称三相电路概念 当三相电路中存在不对称电源或者三相不对称电当三相电路中存在不对称电源或者三相不对称电抗，此时成为三相不对称电路。抗，此时成为三相不对称电路。 1)三相四线制不对称电路三相四线制不对称电路Ea.Eb.Ec.ZAZBZCUa.Ub.Uc.IA.IaA AB BC C.I0,CABABCABCEEEIIIZZZ00ABcIIII中线电流中线电流 2）三相三线制不对称电路中点间电压）三相三线制不对称电路中

14、点间电压 Ea.Eb.Ec.RRIAA AB BC CN NN N1j c111111ABcN NEEEj cRRUj CRR1,0AR EEc( 0.20.6)N NUjE 设设， 有有负载各相电压负载各相电压( 0.20.6)(1.20.6 )ANAN NUEUEjEj E 1.34AUEA相：相：有效值有效值:0120( 0.20.6)BNBN NUEUEjE 1.5BUE0120( 0.20.6)CNCN NUEUEjE 0.4CUEB相：相：有效值有效值C相：相：有效值有效值结论：由于负载不对称，引起负载各相电压不均匀。结论：由于负载不对称，引起负载各相电压不均匀。低压民用电网为三相

15、四线制，中线无开关。低压民用电网为三相四线制，中线无开关。相序判别器：用一只电容和二只灯泡组成鉴相器。相序判别器：用一只电容和二只灯泡组成鉴相器。设电容所接相设电容所接相A相，则灯泡较亮的为相，则灯泡较亮的为B相，较暗的相，较暗的为为C相。相。11-5 三相电路的功率三相电路的功率Z.UAIA.IB.IC.UB.UC1.1.对称三相电路瞬时功率对称三相电路瞬时功率设设 Zz 相电压瞬时值为相电压瞬时值为: :)tsin(U2uuA)120tsin(U2uuB)120tsin(U2uuC相电流瞬时值为相电流瞬时值为: :)tsin(I2iiA)120tsin(I2iiB)120tsin(I2ii

16、C 则则A A，B B，C C三相的瞬时功率分别为三相的瞬时功率分别为 )t2cos(UI)cos(UI)tsin(I2)tsin(U2iupiuiuiuAAA)240t2cos(UI)cos(UIiupiuiuCCC)240t2cos(UI)cos(UIiupiuiuBBB将三相瞬时功率相加，将三相瞬时功率相加，3cos()ABCuippppU I相 相三相瞬时功率为常值。三相瞬时功率为常值。 三相无功功率三相无功功率 2. 2.对称三相电路有功功率、无功功率和视在功率对称三相电路有功功率、无功功率和视在功率三相电路有功功率为三相电路有功功率为: :coscosco3cos3scosAAAB

17、BBCCcPU IU IU IUPIU I线 线相 相相相或或 3sinQU I线 线相22SPQ三相视在功率三相视在功率定义三相负载的功率因数为定义三相负载的功率因数为 :cosPS若为对称三相电路，则若为对称三相电路，则 coscos 3.3.三相电路功率测量三相电路功率测量1)1)对称或不对称三相对称或不对称三相四线制四线制: :三表法三表法W WW WW WZAZBZCA AB BC C2)2)对称三相四线制对称三相四线制: : 一表法，一表法，总功率为总功率为三倍功率表读数。三倍功率表读数。W WZAZBZCA AB BC C3)3)对称或不对称三相三线制对称或不对称三相三线制: :

18、 二表法二表法W1W1W2W2ZAZBZCA AB BC CIC.IA.IB.Ua.Ub.Uc.三相功率等于二功率表读数之和。三相功率等于二功率表读数之和。（注意：功率表读数有正负）（注意：功率表读数有正负）12PPP证：设证：设 0120240AACUUUUUU3303903210ABBCCAUUUUUU120240AABBUUIIZIIII W W1 1W W2 2ZAZBZCA AB BC CIC.IA.IB.Ua.Ub.Uc.功率表功率表 1:P11cos()32103303cos( 30)ACAUACIAACCAAPPPUIUUUUIIpUI 2:P功率表功率表 2cos()3cos( 90120) 3cos( 30)BCBUBCIBPPPUIUIUI二表功率：二表功率：123cos(30 )cos(30 ) 3cos3cosP PP PPPPU IU I