其他第5章三相电路

5.1 三相电压
u1 u2 u3
以 u1为参考正弦量，则有 对称三相电压相量图
U3
•
Um
120° 120°
U1
120°
•
O

2
• t U2
三相交流电压 –Um 出现正幅值(或相应零 值)的顺序称为相序。 对称三相电压的波形图 在此相序为U1 V1 W1。 分析问题时一般都采
5.1 三相电压
1.电枢：又称定子，定 子铁心的内圆周表面冲 有槽，用以放置三相电 枢绕组。每相绕组是同 样的。绕组始端为U1、 V1、W1，末端为U2、V2、 W2 。每个绕组的两边 放置在相应的定子铁心 的槽内。要求绕组的始 端或末端之间都相隔 120° 三相交流发电机的原理图
5.1 三相电压
2. 磁极
亦称转子，转 子铁心上绕有励磁 绕组，用直流励磁。 选择合适的极面形 状和励磁绕组的布 置情况,可使空气隙 中的磁感应强度按 正弦规律分布。
ZC
IA
每相负载中的 电流的有效值为
IB UB ZB
UA ZA
UC IC ZC
各相负载的电压与电流的相位差为
A arctan
B arctan
XB RB
C arctan
XC RC
中性线中的电流为
I N I A I B IC
5.2 负载星形联结的三相电路
火线 中性点 或零点
N + uA 中性线 – – u –
A
N B C
+
B
uC
+
每相始端 与末 端之间的 电压，即相线与 中性线间的电压 称为相电压; 其有效值用 UA 、 UB、 UC 表示或 一般用 UP 表示。
三相电源的星形联结
5.1 三相电压
火线
中性点 或零点
N
– A +
中性线
uAB N uCA
有220V 100W的电灯66个，应如何接入 线电压为380V的三相四线制电路？求负载在 对称情况下的线电流。
为什么电灯开关一定要接在相线上？
三相四线制
A
B C
N
Z1
Z2
Z3 M 3~
电路说明
5.3 负载三角形联结的三相电路
负载三角形联结
iA
– A
uC
A
+ uA
B
ZCA
iAB
负载三角形联结电路 如图示，各电压电流参考 方向已在图中标出。
B B + uC
[例 2] 在上例中，(1)A 相短路时，(2) A 相短 路而中线又断开时，试求各相负载的电压。
[解] (1)此时 A 相短路电流
iA A
N
iB B
很大将A 相中熔断器熔断， 因有中 线 B、C两相未受影响，其 + RA u 上电压仍为 220 V。 A – (2)此时负载中点即为 A， N – – RB 因此，负载各相电压为 RC u
iA A
想一想
u A
+ – RA ––
N
N
RC iB + iC
uC
RB
B C
uB +
A相短路和断路又无 中性线时，B、C 两相的 电压均与负载的额定电压 220 V 不同，将产生什么 后果？如何避免此类情况 发生？
中性线的作用是什么？在什么情况 下可以没有中性线？
想一想
什么是三相负载、单相负载和单相负载的 三相连接？三相电动机接到电源的三根相线 是三相负载，电灯有两根电源线，为什么是 单相负载？
(1)负载线、相电压 之间的关系
iCA iB iC iBC ZBC
Z AB
– B + uB –C + C
线、相电压对应相等
U AB U BC UCA U l Up
(2)负载线、相电流之间的关系 各相负载相电流有效值分别为
I AB U AB Z AB
I BC
U BC Z BC
I CA
Up Z
iCA iB
则负载相电流也是对称的
I AB I BC I CA Ip
– B + uB i C –C + C
iBC
ZBC
AB
X BC CA arctan • R IC
显然三个线电流也对称，若有 (2) 负载线、相电流之间的关系 根据 KCL，负载线、相电流 效值用 Il 表示，则有 IA= IB= IC= Il， 之间的关系为 且 I l 3I p ；相位上，线电流滞 • I A I AB ICA IB 后相应的相电流 30 。 I B I BC I AB
图中，若负载对称
Z A Z B ZC Z
即
A B C
Z A Z B ZC Z
因此,中性线电流为零，即
I N I A I B IC 0
5.2 负载星形联结的三相电路
负载星形联结
+ uA – – u – + uC +
B
iA Z
A
N
+ uA –
iA
iN
– u – RC iB
RA
N
RB
C
B B + uC
+
iC
[解] 负载不对称,有中性线时(其上电压若忽略 不计)，负载的相电压与电 源 的相电压相等。
A
N
+ uA –
iA iN – u – RC iB iC
RA
N
RB
C
U A 2200 + IA 440 A RA 5 U B 220 120 IB 22 120 A RB 10 U C 220120 C 120 A I 11 RC 20 I N I A I B IC 29.1 19 A
5.2 负载星形联结的三相电路
三相负载采用何种连接方式由负载的额定电压决定。 由三相电源供电的负载称为三相负载 当负载额定电压等于电源线电压时采用三角形联结； 对称(三个相的复阻抗相等) 三相 当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联结。 负载 不对称(由多个单相负载组成)
A B C N
三 相 四 线 制
C
每相负载中的电流 Ip 称为相电流
ZB
Z B B
B
.
负载线、相电流相等
ZC
Z C C
C
5.2 负载星形联结的三相电路
负载星形联结
+ uA – – u – + uC +
XA RA
B
iA
设
ZA
N
U A为参考正弦量
则有 U
iN iB iC
ZB
N
U A 0 A B U B 120 U C UC 120 U
负载星形联结
iA
A
负载不对称电压、电流相量图
UC
ZA
N
•
+ uA i N – N –u – B i + B B uC + iC
C
IC
•
ZB
IB
UB
•
•
ZC
IN
•
UA IA
•
•
因为电压对称，负载电流也对称
I A I B IC Ip Up Z X A B C arctan R
5.1 三相电压
当转子由原动 机带动，并以匀速 按顺时针方向转动 时，则每相绕组依 次切割磁通，产生 电动势，因而在三 相绕组上得出频率 相同、幅值相等、 相位互差120°的 三相对称的正弦电 压。
5.1 三相电压
三相电压是由三相发电机产生的频率相同 、幅值相等、相位互差 120 的三相对称正弦电 压，它们分别为u1、u2、u3，若以 u1为参考正 弦量则
U CA Z CA
5.3 负载三角形联结的三相电路
负载三角形联结
iA
– A
uC
A
(2)负载线、相电流之间的关系 各相负载相电流有效值分别为
iAB
Z AB
+ uA
B
ZCA
iCA iB iC iBC ZBC
I AB
U AB Z AB
I BC
U BC Z BC
I CA
U CA Z CA
– B + uB + C–
Z1
Z2
Z3
三角 形联 结
M 3~
星形联结
5.2 负载星形联结的三相电路
负载星形联结的三相四线制电路
iA + uA – iN
ZA
N
设 U A为参考正弦量 则有 0
U A U A B U B 120 U
U C U C120
N
– u – + uC
+
B
ZB
N
iN iB iC
UC
Z
•
N
IC IB UB
•
•
Z
•

IA
•
UA
•
负载对称时，中线电流为 零，所以可以去掉中线，成 为三相三线制电路。
对称负载电压 电流相量图
u12 380 2 sin(t 300 ) [例 1] 电源电压对称，
V； 每相的负载的电阻为 R= 5 ，感 抗XL=8 。求相电流及中线电流。
iB iC

ZC
. I
B
每相负载中的电流
U A U A0 I A A Z A Z A A