电工基础三相交流电路

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《电工技术基础》第三章

《电工技术基础》第三章
➢ 相短路且中性线断开时,电路如图3-11(a)所示。此时,负载中性点
N即为 ,因此,各负载的相电压为
➢ 即:
➢ 由于 、 两端的电压都超过了其额定电压,因此两灯将会被烧坏
相关知识
五、三相负载的Y形联结
例题3-1
➢ 相断开时, 两端的相电压
;此时 相和 相不受影响, 、 两
端的相电压 、 仍为220 V
和 称为相线或端线,俗称火线
相关知识
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三、三相交流电源的Y形联结
➢ 三相交流电源中,每相绕组始端与末端间的电压,亦即相线与中性线之间的 电压,称为相电压,其有效值用 、 和 表示,或一般地用 表示
➢ 任意两始端间的电压,亦即两相线之间的电压,称为线电压,其有效值 用 、 和 表示,或一般地用 表示
相关知识
,则称为三相对称负
CRED CAR IT D 123 456 789 000
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五、三相负载的Y形联结
➢ 负载接入三相电路时,应遵循以下两个原则。 ➢ (1)加在负载上的电压必须等于其额定电压。 ➢ (2)应尽可能使电源的各相负载均匀对称,从而使三相交流电源趋于平衡
➢ 将三相负载的末端连接于 N 点,并与三相交流电源的中
➢ 、 和 均为绕组的始端,U2、 和 均为绕组的末端 ➢ 这三个绕组的几何结构、绕向和匝数都相同,但各绕组的始端
或末端之间彼此相隔 ,故称为三相绕组
相关知识
一、三相交流电的产生
➢ 转子的铁芯上绕有励磁绕组,采用直流励磁
➢ 选择合适的极面形状和励磁绕组布置方式,可使定子与转子
间气隙中的磁感应强度按正弦规律分布
2
能够测量三相交流电路的功率
➢ 我国民用供电多使用三相交流电作为楼层或小区的进线电源, 其相电压为220 V,而线电压为380 V,且一般都设有中性线, 即采用三相四线制,进户线那么为单相线,即三相中的一相, 其对地或对中性线的电压均为220 V

电工基础知识三相交流电路

电工基础知识三相交流电路
CQCCCQCC-dldz 4
—三相交流电路
电工基础知识—— 电工基础知识——三相交流电路 ——三相交流电路
主要内容
三相交流电概述 三相交流电的有效值 三相电源和负载的连接 三相四线制供电系统 三相电压和负荷的平衡 三相电路功率的计算
CQCCCQCC-dldz 2
电工基础知识—— 电工基础知识——三CCQCC-dldz 3
电工基础知识—— 电工基础知识——三相交流电路 ——三相交流电路
三相交流电的优点
三相交流电较单相交流电有很多优点,它 在发电、输配电以及电能转换为机械能方面, 都有明显的优越性: 制造三相发电机、变压器都较制造单相发电机、 变压器省材料,而且构造简单,性能优良; 用同样材料所制造的三相电机,其容量比单相 电机大50%; 在输送同样功率的情况下、三相输电线较单相 输电线,可节省有色金属25%,而且电能损失 较单相输电时少。

中职《电工基础》三相交流电路练习与答案资料

中职《电工基础》三相交流电路练习与答案资料

第六章 三相交流电路§6-1 三相交流电源一、填空题1.三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源按一定方式的组合。

2.由三根相线和一根中性线所组成的供电线路,称为三相四线制电网。

三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。

3.三相四线制供电系统可输出两种电压供用户选择,即线电压和相电压。

这两种电压的数U 线超前U 相30°。

4.如果对称三相交流电源的U 相电动势e u =E m sin (314t+π6)V ,那么其余两相电动势分别为ev= E m sin (314t-90°)V ,ew =E m sin (314t+150°) V 。

二、判断题1.一个三相四线制供电线路中,若相电压为220 V ,则电路线电压为311 V 。

( × )2.三相负载越接近对称,中线电流就越小。

( √ )3.两根相线之间的电压叫相电压。

( × )4.三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。

( × )三、选择题 1.某三相对称电源电压为380 V ,则其线电压的最大值为( A )V 。

A .380 2B .380 3 c .380 6 D .380232.已知在对称三相电压中,V 相电压为u v =220 2 sin(314t+π)V ,则U 相和W 相电压为(B )V 。

A. U u =220 2 sin (314t+π3) u w =220 2 sin (314t-π3) B .u u =220 2 sin (314t-π3) u w =220 2 sin (314t+π3) C.u u =220 2 sin (314t+2π3) uw=220 2 sin (314t-2π3) 3.三相交流电相序U-V-W-U 属( A )。

A .正序B .负序C .零序4.在如图6-1所示三相四线制电源中,用电压表测量电源线的电压以确定零线,测量结果U 12=380 V ,U 23 =220 V ,则( B )。

三相交流电基础知识

三相交流电基础知识

第四节 三相交流电路工业上应用最多的交流电是三相交流电。

单相交流电实际上也是三相交流电的一部分。

三相交流电有很多优点:例如三相电机比同尺寸的单相电机输出功率大,性能好;三相交流电的输送比较经济;既节约了有色金属又降低电能损耗等。

一、 、 三相交流三相交流三相交流电电的产生三相交流电一般由三相发电机产生。

其原理可由图1-46说明。

发电机定子上有U1-U2、V1-V2、W1-W2三组绕组,每组绕组称为一相,各相绕组匝数相等、结构一样,对称地排放在定子铁芯内侧的线槽里。

在转子上有一对磁极的情况下,三相绕组在排放位置上互差120o 。

转子转动时U1-U2、V1-V2、W1-W2绕组中分别都产生同样的正弦感应电动势。

但当N极正对哪一相绕组时,该相感应电动势取得最大值。

显然,V相比U相滞后120o ,W相比V相滞后120o ,U相比W滞后120o 。

三相电动势随时间变化的曲线如图1-47所示。

这种大小相等、频率相同、但在相位上互差120o 的电动势称为对称三相电动势。

同样,最大值相等、频率相同、相位相差120o 的三相电压和电流分别称为对称三相电压和对称三相电流。

图1-46 三相交流电发电机示意图图1-47 三相交流电波形三相交流电动势在时间上出现最大值的先后次序称为相序。

相序一般分为正相序、负相序、零相序。

最大值按U—V—W—U顺序循环出现的为正相序。

最大值按U—W—V—U顺序循环出现的为负相序。

如令三个相电压的参考极性都是起始端U1、V1、W1为正,尾端U2、V2、W2为负,又令U1—U2绕组中的电动势e u ,为参考正弦量,那么,三个相电压的函数表达式为:图1-48 三相交流电势相量图对称三相交流电动势的相量图,如图2-48所示。

二、三相三相电电源的接法源的接法 在生产中,三相交流发电机的三个绕组都是按一定规律连接起来向负载供电的。

通常有两种接法;一种是星形(Y)连接;另一种是三角形(△)连接。

(一) ) 星形星形星形连连接图1-49 三相交流电源的连接将电源三相绕组的末端U 2、V 2、W 2连接在一起,成为一个公共点(中性点),而由三个首端U 1、V 1、W 1分别引出三条导线向外供电的连接形式,称为星形(Y)连接。

电工基础-三相交流电路习题(含答案)

电工基础-三相交流电路习题(含答案)

第四章三相交流电路三、习题详解4-2已知对称三相电源中,相电压的瞬时值时,试写出其它各相电压的瞬时值表达式,相量表达式,并绘出相量图。

解其它两相电压的瞬时值表达式相量表达式相量图略。

4-3有⼀三相对称负载,其每相的电阻,感抗。

如果将负载连成星形接于线电压的三相电源上,试求相电压,相电流及线电流。

解对于星形联接负载相电压设,则相电流线电流根据对称关系4-4已知星形联接的对称三相负载每相复阻抗为,对称三相电源的线电压为。

求负载相电压,并画出电压、电流的相量图。

若在此负载情况下,装有中线,中性线的复阻抗为,求这时的负载相电流⼜是多少?解因为负载对称,只需计算⼀相即可,现以U相为例设电源相电压。

负载相电压等于电源相电压,且相电压对称。

U相电流68因为电压、电流都是对称的,所以其它两相的电压、电流分别为:在此对称三相负载情况下,装有中线。

不管中线的复阻抗为多少,中线中的电流总为0。

4-5某对称三相电路,负载作三⻆形联接,每相负载阻抗为,若把它接到线电压为的三相电源上,求各负载相电流及线电流。

解设则根据对称性可直接写出其余两相电流。

各线电流为4-6某住宅楼有户居⺠,设计每户最⼤⽤电功率,功率因数,额定电压,采⽤三相电源供电,线电压。

试将⽤户均匀分配组成对称三相负载,画出供电线路;计算线路总电流,每相负载阻抗、电阻及电抗,以及三相变压器总容量(视在功率)。

解将30户均匀分配在三个相上,每相10户(并联),组成星形接法三相四线制线路,如图4—6所示。

设每相总功率,,线电压380V。

则相电压为220V,符合⽤户额定电压。

每相总电流即为线路总电流,即每相总阻抗为三相总视在功率即为供电变压器容量,即图4-5题4-6图69可选⽤⼀台100KVA的三相变压器供电。

4-7已知三相四线制电路,电源线电压。

三个电阻性负载联成星形,其电阻为。

(1)试求负载相电压、相电流及中性线电流,并作出它们的相量图;(2)如⽆中性线,求负载相电压及中性点电压;(3)如⽆中性线,当相短路时求各相电压和电流,并作出它们的相量图;(4)如⽆中性线,当相断路时求另外两相的电压和电流;(5)在(3),(4)中如有中性线,则⼜如何?解(1)设电源相电压因为有中线,负载相电压对称,等于电源相电压。

三相交流电路和电动机

三相交流电路和电动机

一、三相交流电动势的产生
三相交流电动势由三相交流发电 机产生。
它的主要组成部分是定子和转子。
转子是转动的磁极,定子是在铁心槽
上放置三个几何尺寸与匝数相同的线
圈(称为定子绕组),它们排列在圆
周上的位置彼此相差120°,分别用 U1-U2,V1-V2,W1-W2表示。
图6-1 三相交流发电机原理示意图
1、旋转磁场的产生
三相异步电动机的定子绕组接成星形,形成对称三相(三 个绕组结构相同,空间互差120°)星形负载。将它们的首端 U1、V1、W1接到对称三相电源上,三个绕组中有对称三相电 流通过(相位依次相差120°),其波形如图6-16所示。
正弦电流通过三相绕组,根据电流的磁效应可知,每个绕组都要 产生一个按正弦规律变化的磁场。三相绕组就会产生一个合成磁场, 此合成磁场是一个旋转磁场。
电工基础 (第2版)
主编:刘志平、苏永昌
第六章 三相交流电路和电动机
本章主要介绍三相交流电压、三相星形与三角形联结、三 相电路的功率及三相异步电动机、单相异步电动机。
第一节 三相交流电源 第二节 三相负载的连接 第三节 三相电路的功率 **第四节 三相笼型异步电动机 **第五节 三相异步电动机的启动 **第六节 安全用电
U1、V1、W1表示各相绕组的首端, U2、V2、W2表示各 相绕组的末端。各相绕组的电动势参考方向规定为线圈的
末端指向始端。
一、三相交流电动势的产生
当原动机带动转子顺时针以角速
度ω 逆时针匀速转动,作切割磁力线 运动,因而产生感应电动势eU、eV、 eW 。由于三个绕组的结构相同,在空 间相差120°,因此eU、eV、eW 三个电 动势:振幅相同,频率相同,彼此间
的相位差为120°。

《电工电子技术基础》第4章 三相交流电路

《电工电子技术基础》第4章 三相交流电路

第4章 三相交流电路——三相负载的联结
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
[例题] 图中所示的对称三相电路中,端线阻抗 ZL 1 j1 ,负载
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
中性线电流
I&N I&A I&B I&C
(44 0 22 12011 120)A
[解] ⑴各相负载中流过的电流
IU
UU RU
220 0 5 0
A
44
0A
29 19 A
IV
UV RV
220 120 A 10 0
22
120 A
IW IU 120 IP 120
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
b.负载三相三线制联结
+
U NN
-
相电流 流过每相负载的电流
线电流 流过端线的电流
IU、IV、IW
特点 线电流=相电流
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第4章 三相交流电路——三相负载的联结
(1)负载三相三线制联结三相电路计算 等效电路图
(2)不对称负载三相四线制联接三相电路计算
三相电源对称,三相负载不对称, 各相负载中电流表达式:
IN IU IV IW 0
I
U
UU ZU
UP 0
ZU U
UP ZU
0 U
I
V

第6章 三相交流电路

第6章  三相交流电路

UU UV 时值表达式可作出三相对 称电压的波形图和相量图,如下图所示。由图中三相 对称电压的波形图可以看出:三相对称电压的瞬时值, 在任一时刻的代数和等于零。将图中所示相量图中任 意两个电压相量按平行四边形法则合成,其相量和必 与第三个电压相量大小相等,方向相反,相量和为零, 即
以 U 为参考相量,作出各相电压、线电压的相量图, 如图所示。
U

由上所示相量图可以看出,线电压与相电压之间的 数量关系为
1 U 线 U 相 cos30 2

U 线 3U 相
在相位上, 线电压超前对应的相电压30˚,由于三个线电压的大 小相等,频率相同,相位互差120˚,所以也是三相 对称量,即
iL1 iU iW iL 2 iV iU iL 3 iW iV
上式表明线电流的瞬时值等于相应两个相电流的瞬时值之差, 则其相量关系为
I L1 I U I W I L2 I V I U I L3 I W I V

以为参考相量,作出各相电流、线电流 的相量图,如右图1所示。 由相量图可以看出,线电流与相电流之 1 间的数量关系为 I线 I相 cos 30 I线 3I 相 2 在相位上,线电流滞后于对应相 电流,即 线 相 30
L1 L2 L3 N
三相负载与三相电源的联接有星形(Y形)和 三角形(△形)两种连接方式。
6.3.1 三相负载的星形联接
三相负载的星形联接是指把三相负载的一端 连接在一起,它常与三相电源的中线联接;把三相 负载的另一端分别与三相电源的三根相线联接。这 种联接方式就是“著名”的三相四线制供电线路如 下图a所示,下图b中各种负载联接到电源上。
相电压及线电压
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中性点,用N表示。
9
名词介绍 A
+

UA
X– Y
Z

B

C UC UB
A(火线)或(相线)
U U • AB

CA
N 或(零线)
• B (火线)
U BC
C(火线)
(1) 端线:始端A, B, C 三端引出线。
(2) 中线:中性点N引出线。
(3) 相电压:每相电源的电压。

UA
、U•B、U•C
(4) 线电压:端线与端线之间的电压。 U• AB、U•BC、U•CA
解 (1)三相电压对称,
每相负载相电压:
A'
Up
U1 3
380 3
V
220V
N' B'


U A 2200
C'
ZA ZB ZC
则:

U
B

220 120,U C
220120
ZA=ZB=ZC=(17.3+j10)Ω=20 ∠30 °Ω
25
各相电流为:


IA
UA
2200
A 11 30 A
ZA 17.3 j10
中线电流为0
ZA ZB ZC
三相三线制
23
对称星形负载
1. IN=0,有无中线对电路情况没有影响。 2. 对称情况下,各相电压、电流都是对称的,可采用一相
(A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。
3. Y形联接的对称三相负载,其相、线电压、电流的关系为:
(4)运电设备:具有结构简单、成本低、运行可靠、维护方便 等优点。
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电 力系统采用的主要供电方式。
4
任务一 认识三相对称电源
一、三相对称电源
A
三相对称电源的产生
定子
Z
通常由三相同步发电机
Y
N
产生,三相绕组在空间互差
转子 120°, 当转子以均匀角速
度转动时,在三相绕组中
电压


U l 3U p 30o
电流


Il I p


I
p
U
p
Z
24
例1: 加在星形联结负载上的三相电压对称,其线电压为380V。求:
(1)三相负载每相阻抗为ZA=ZB=ZC=(17.3+j10)Ω时,各相电流和 中线电流;
(2)断开中线后的各相电流; (3)仍保持有中线,ZC改为20Ω时各相电流和中线电流。
C
S
B
产生感应电压,从而形成对
称三相电源。
三相同步发电机示意图
5
瞬时值表达式
A + uA –
X
B + uB –
Y
C + uC –
Z
uA (t) uB (t) uC (t)
2U cost 2U cos(t 120o ) 2U cos(t 120o )
A、B、C 三端称为始端, X、Y、Z 三端称为末端。
14
名词介绍
ZA

UC

UA
C
X
+
Y– • B
UB
A
U U •

AB CA
B

U BC
C

UAB

U
A
U0o

UBC

UB
U
120o

UCA

UC
U120o
(1) 端线:始端A, B, C 三端引出线。 (2) 中线:无
(3)相电压:每相电源的电压。

UA
、U•B、U•C
(4)线电压:端线与端线之间的电压。U• AB、U•BC、U•CA
负载对称时,中线电流为零,中线不起作用; 负载不对称时,由于中线阻抗为零(或很小),使负载处在 电源的对称电压作用之下,但中线里有电流。
27
任务二 三相负载及其工作方式
二、三相对称负载的三角形连接(△形)
A'
U_ZA
+
ZA

U ZC
ZC
Hale Waihona Puke ••Ul U p
ZB
B'
+

U
ZB

相电压等于线电压
C'
负载相电压
线电压:负载端线间的电压。 U A'B' 、U B'C' 、UC'A'
线电流:流过端线的电流。 IA、IB 、IC
相电流:流过每相负载的电流。IZA、IZB、IZC
19
任务二 三相负载及其工作方式
一、三相对称负载的星形连接(Y形)
A
+

UA
– X
Y
Z

C UC
B

UB
A A'
N N' B B' C C'


U ZA U A'B'


U ZB U B'C'
负载线电压


U ZC U C'A'
28
二、三相对称负载的三角形连接(△形)
A' • IA '

IB '
B' • IC '
C'
U_ZAI+ZAZA ZC
ZB

U
ZC
IZC
IZB +

U
ZB

相电压对称, 相电流也对称。
负载相电流
负载线电流

8
任务一 认识三相对称电源
二、三相对称电源的连接
1. 星形联接(Y联接)
把三个绕组的末端 X, Y, Z 接在一起,把始端 A,B,C 引出来

A +

UA
X– Y
Z

C UC
B

UB
A
UA
X–

Y – UB
N

B
Z – UC
+++
A B C
C N
X, Y, Z 接在一起的点称为Y联接对称三相电源的
线电压超前对应相电压 30 °


UAB


UAN UBN
3U p30o
3U AN 30o

UBC


UBN UCN
3U p 90o

3U BN 30o

UCA


UCN UAN
3U p150o

3U CN 30o
12
结论
对Y接法的对称三相电源
(1) 相电压对称,则线电压也对称。
(2)线电压Ul是相电压Up的 3


IB
UB
220 120
A 11 150 A
ZB 17.3 j10


IC
UC
220120
A 1190 A
中线电流为:
ZC 17.3 j10




I N I A I B I C 11 30 11 150 1190 A 0
或 对称星形联结负载承受的电压为线电压的1 3 ,负载对
电压

Ul

U p
电流

Il

3 I p 30o


I
p
U
p
Z
31
例2: 将负载ZA=ZB=ZC=(17.3+j10)Ω三角形联结,接到线电压为
380V对称电源上。试求:负载对称时各相电流和线电流; (2)B相负载断开后的各相电流和线电流。



U AB 3800V
A

则:U BC 380 120V
称时,负载电流对称,其的有效值
I1
IP
UP Z
220 A 11A 20
(2)由于三相电流对称,中线电流为零,断开中线时三相
电流不变。
26
(3)
••
I A 、I B
不变


IC
UC
220120
A
11120 A
ZC
20




IN IA IB IC
11 30 11 150 11120 A 5.7 165 A
N'
ZC
ZB
B'
ZB
B'
C' 星形联接
C' 三角形联接
若 Z A Z B ZC , Z AB Z BC ZCA
则称三相对称负载
18
名词介绍
A'

IA

UA B' '
N'
+IZA
ZA
U
_
ZA
ZC
A' • IA

UA B' '
IZA
ZA _
U+ZA
ZC IZC
B'
ZB
B'
IZB ZB
C'
C'
相电压:每相负载上的电压。 U ZA 、U ZB 、U ZC
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