第二讲负载连接的三相电路分析
任务二 三相负载及其工作方式[32页]
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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。
11
（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
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。
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
•
•
I ZA
U ZA ZA
Ip
•
•
•
I A' I ZA I ZC
•
•
I
ZB
U ZB ZB
I
p
120
•
•
•
I B' I ZB I ZA
•
•
I ZC
U ZC ZC
I p
120
•
•
•
I C' I ZC I ZB
14
二、三相对称负载的三角形连接（△形）
A' • IA '
教案三相负载的接法
教案三相负载的接法一、教学目标：1.了解三相负载的基本概念与原理。
2.掌握三相负载的接法及计算方法。
3.培养学生分析和解决实际问题的能力。
二、教学重点和难点：1.三相负载接法的原理和特点。
2.三相负载的计算方法及问题解决能力。
三、教学过程：Step 1：导入新课教师简单介绍三相负载的基本概念和应用背景，并与学生进行互动讨论，激发学生的学习兴趣。
1.星形接法：将每一相的负载接在一个交流电源相线上，然后在另一侧将三个负载的中点连接在一起形成一个节点，称为中性点。
这种接法称为星形接法，也称为Y形接法。
2.三角形接法：将每一相的负载依次连接在两个相线上，不连接在中立线上，形成一个三角形。
这种接法称为三角形接法。
3.讲解两种接法的特点和优缺点，并进行讨论。
Step 3：三相负载的计算方法1.星形接法下的计算方法：（1）线电压和相电压的关系：线电压等于相电压的根号3倍。
（2）线电流和相电流的关系：线电流等于相电流。
（3）线功率和相功率的关系：线功率等于相功率。
2.三角形接法下的计算方法：（1）线电压和相电压的关系：线电压等于相电压。
（2）线电流和相电流的关系：线电流等于相电流的根号3倍。
（3）线功率和相功率的关系：线功率等于相功率的根号3倍。
Step 4：计算实例或案例分析教师给出一些具体的实例或案例，让学生进行计算或分析解决实际问题。
Step 5：巩固练习组织学生进行一些基本的练习题，巩固所学知识。
Step 6：作业布置布置一些课后作业，要求学生在家继续进行巩固和拓展。
四、教学评价：1.通过学生的讨论和回答问题，检查学生对三相负载接法的理解和运用。
2.评价学生在计算实例和解决问题中的能力。
五、板书设计：教师可根据实际情况设计板书内容，包括三相负载接法的原理和计算公式。
六、教学反思：本节课主要讲解了三相负载的接法和计算方法。
通过互动讨论和实例分析，使学生更好地理解和掌握这一知识点。
但是，由于时间的限制，教学内容较为简单和基础，对于一些更深入的问题和应用场景没有进行更详细的讲解。
第二讲 三相逆变电路
+Vdc
G
+
Vdc /2
-
+
Vdc /2
-
VT1
R
VT4
iR
VT3
Y
VT6
iY
VT5
B
VT2
iR
ZY
ZR
ia
ib
ZB
N
曲阜师范大学 新能源技术研究所
4/21
4.4.2 三相电压型逆变电路
当G点和N点不连接时，180O导电型工作过程，负载为阻性。6个功率 管的驱动信号如图6-20所示，其导通顺序为5、6、1；6、1、2；1、2、 3；2、3、4；3、4、5；4、5、6；5、6、1….；每组管子导通60度。 6个状态的等效电路如图6-21所示。
t
t 2
t
表示为电角度
(5-16) (5-17)
t 2
t
2
(5-18)
ω为电路工作角频率；r、β分别是tr、tβ对应的电角度
曲阜师范大学 新能源技术研究所
22/21
4.4.1 单相电流型逆变电路
➢ 数量分析
忽略换流过程，io可近似成矩形波，展开成傅里叶级数
io
4Id
sin
t
1 sin 3t
解：U UN1
U UN1m 2
0.45Ud ＝0.45×200＝90（V）
U UN1m
2U d
0.637Ud ＝0.637×200＝127.4（V）
2 U UV1m
3U d
1.1Ud ＝ 1.1×200=220（V）
U UV1
U UV1m 2
6
Ud
0.78U d
＝ 0.78×200=156（V）
三相电路图及原理
三相电路图及原理
在三相电路图中，我们可以看到三个电源分别连接在一个三角形结构的电路上。
每个电源都与一个电阻或负载器件连接在一起，形成一个闭合电路。
这种电路的原理是利用三相交流电系统中的三个电源相互之间的120度相位差来产生更高效的电能传输。
通过这种相位差，电流在电路中的传输可以更加平稳，能量利用率更高。
在三相电路中，电流的传输是连续的，因为每个电源都有不同的相位。
当一个电源的电压最大时，其他两个电源的电压接近于零。
这样，三相电流可以在电路中保持稳定，并通过电阻或负载器件提供所需的功率。
三相电路的优势在于它可以生成更大的功率，而且传输的电流更加平稳。
这对于一些需要高功率输出的设备和系统非常重要，比如工业机械和建筑设备。
总之，三相电路是一种通过利用三个电源之间的相位差来产生更高效电能传输的电路。
它能够提供更大的功率输出，并且电流传输更加平稳。
《电工技术》任务5.1.2 三相负载星形连接电路的测试与分析
➢5.1.1 三相电源的测试 ➢5.1.2 三相负载星形连接电路的测试与分析 ➢5.1.3 三相负载三角形连接电路的测试与分析 ➢5.1.4 三相电路功率的测试与分析
➢ 任务5.2 安全用电及触电急救 ➢ 任务5.3 低压配电线路设计和安装
2
2020/7/12
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5.1.2三相负载星形连接电路的测试与分析
1. 负载的星形连接
三相电路中，每相负载两端的电压称为负载的相电压，
即uU、uV、uW； 流过每相负载的电流，称为负载的相电流，用iUN、iVN、
iWN表示； 流过端线（火线）的电流称为线电流，用iU、iV、iW表示；
流过中心线的电流称为中心线电流，用iN表示。
三相三线制对于不对称三相负载，或者一相负载断路 或短路，将会出现很大的问题，这将在后面分析。
2020/7/12
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5.1.2三相负载星形连接电路的测试与分析
2. 星形连接的三相电路的分析
1）三相四线制电路
在如图5.14所示的三相四线制电路中，若中线阻抗远小于各相的负
载阻抗而可以忽略，则电源中点N与负载的中点N’之间为等电位点，中
【例5-1】在图5.14所示的三相四线制Y-Y电路中，已知三相
负载的阻抗为 ZU 8 j6Ω，ZV 3 j4Ω，ZW 10Ω
电源的相电压为220V，求各相电流及中线电流。
解：假定电源的U相电压：U• U 220∠0°V 则U相、V相、W相负载上的电压分别为
•
•
•
U U 220 00 V，U V 220 1200 V，U W 2201200 V
三相三线制电路的电压相量图如图 所示。从图中可看出：中点位移使 负载相电压不再对称，严重时，可 能导致有的因相电压太低而使负载 无法正常工作，有的因相电压比负 载额定电压要高而使负载设备损坏。
第七章 三相电路
g g g
对称时还有关系式：
I A 3 I AB 30 g g I B 3 I BC 30 g g I C 3 I C A 30
对称三相电路Y-Y联结时有以下特点：
1） 中线不起作用 。无论有无中线、中线阻抗为多大，N、N’两 点 均可用无阻抗的导线相连接，而不影响电路工作状态；
2）独立性。每相负载直接获得对称的电源相电压。各相电压、电
流只与本相的电源及阻抗有关，而与其它两相无关； 3）对称性。各相负载线电流、相电流均对称。可以只求一相，其 他两相由对称原则推出。
图7-3 三相电源的星形联接
电工基础
第二节 三相电源的连接
（３）对称电源星形连接时相电压与线电压间的关系：
& & U AB 3U A30 & 3U &30 U BC B & & U CA 3U C 30
图7-4
三相电源星形联接时的相量图
电工基础
第二节 三相电源的连接
& 2200 U & I A1 A 11 53.1o A Z1 12 j16 I& 11 173.1o A
B1 o I& 11 66 . 9 A C1
三角形连接负载Z2的相电压等于线电流为380V,ÙAB=380∠30oV,相电流为
& U 38030 & I AB AB 6.33 6.8o A Z AB 48 j 36 I& 6.33 126.8o A
简明电工学课件：三相交流电路分析
三相交流电路分析
【例5.1.1】 ̇UBC=380∠0°V, 则̇UA、̇UB、̇UC、̇UAB、̇UCA分别为多少?
解 由̇UBC=380∠0°V,̇UAB=380∠120°V,̇UCA=380∠120°V。 即̇UB=220∠-30°V,̇UA=220∠90°V,̇UC=220∠150°V。
三相交流电路分析
三相交流电路分析 解 (1)L1相短路,中性线未断开,如图5.2.4所示。此时R1
被短路,短路电流很大, 将 L1相熔断,而 L2相和 L3相未受影响, 则R1上的电压为0,R2、R3上的电压均为220V。
图5.2.4 L1相短路,中性线未断开
三相交流电路分析 (2)L1相短路,中性线断开,如图5.2.5所示。此时R1被短
即负载相电流对称,大小相等且彼此相位相差120°
三相交流电路分析 显然,负载线电流不等于负载相电流。以̇I1、̇I12、̇I31 为
例讨论负载线、相电流之间的关系,由 KCL可得
将上述相量绘于图5.3.2。
三相交流电路分析
图5.3.2 三角形联结时线、相电流关系
三相交流电路分析 计算可得
因此负载称,则线电 流也是对称的,大小相等且彼此 相位相差120°。
三相交流电路分析
图5.1.2 定子绕组切割磁感线简图
三相交流电路分析
以 U 相绕组为例,图5.1.1所示瞬间切割磁感线速度最快, 转到90°,则不再切割,转 到180°,反方向切割速度最快。以 此类推,转子旋转一周,定子绕组上产生的电动势也会 形成一 个周期的正弦量,其他两相类似。因定子绕组空间分布位置 不同,切割有顺序之分, 进而在三相绕组的两端得到了频率相 同、幅值相等、相位互差120°的三相对称电压,以u1 为参考 量,分别用u1、u2和u3表示,则
三相电路基本概念
02 三相电源及连接方式
三相电源产生原理
三相交流电的产生
由三个频率相同、振幅相等、相 位依次互差120°的交流电势组成
的电源。
发电机的构造
三相交流发电机主要由三个相同的 绕组组成，它们在空间位置上互差 120°电角度。
旋转磁场
当发电机转子旋转时，三个定子绕 组中会产生频率相同、相位互差 120°的三相交流电。
电源线电压与相电压关系
线电压与相电压的定义
线电压是指任意两相之间的电压，而相电 压是指任意一相与中性点之间的电压。
星形连接时线电压与相电压的关系
在星形连接中，线电压等于相电压的√3倍， 即U_line = √3 * U_phase。
三角形连接时线电压与相电压的关系
注意事项
在三角形连接中，线电压等于相电压，即 U_line = U_phase。
三相电路发展历程
早期探索
三相电路的应用
早期电力系统主要采用单相交流电，但 随着电力需求的增长，单相交流电的传 输效率和稳定性已无法满足要求。
20世纪初，三相电路开始在电力系统 中得到应用，并逐渐取代了单相交流 电成为电力系统的主要供电方式。
三相电路理论的提出
19世纪末，科学家提出了三相交流电 的理论，并证明了三相电路在传输效 率和稳定性方面的优势。
05 三相电路不平衡现象分析
不平衡现象产生原因
电源电压不平衡
由于供电系统原因，导致三相电源电压幅值或相位存在差异。
负载不平衡
三相负载阻抗不相等，使得各相电流大小不同。
线路阻抗不平衡
线路中存在不同的电阻、电感或电容，导致各相传输特性不一致。
不平衡对电路性能影响
降低设备效率
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《电工基础》教案 课 题： 第二讲 负载连接的三相电路分析
教学目的: 1、掌握三相负载星形联结的接法
2、掌握星形联结时的负载相电压和线电压、 负载相电流和线电流的关系
3、理解三相四线制中中性线的作用
教学重点: 相电压、线电压的概念及两者的参考方向
三相电源的两种的连接方法
相电压与线电压之间的相互关系
教学难点： 三相四线制的连接画法及应用
教学方法： 启发式综合教学法
教学课时： 2课时
教学过程
时间分配 新课导入：
负载接入电路中，都要求它正常工作，所以它在电路中的连接方法要视负载的额定压而定，连接方法有星形和三角形，本节我们讨论负载星形、三角形连接时候电路中的特点。
5’ 新课讲授：
三相负载的基本连接方式有星形和三角形两种。
一、 三相负载的星形 ( Y 形) 接法
相电压: 每相负载两端的电压用 Up 表示。
线电压: 各端线之间的电压用 Ul 表示。
相电流: 每相负载流过的电流用 Ip 表示。
线电流: 电源端线流过的电流用 Il 表示。
1 . 负载星形接法
星形接法特点
负载星形接法的三相电路 80’ CN C BN B AN A I I I I I I ===l p I I =CN
BN AN N I I I I ++=
显然， Ip = Il
（1）负载对称
设： Z A= z A ∠φ A
Z B = z B ∠φ B
Z C = z C ∠φ C
若满足
这样的负载称为对称三相负载。
当电源对称，负载也对称时：
显然三个电 流也是对称关系。
İN = İA + İB + İC = 0
相量图为:
结论:三相对称负载作星形联接时, 计算时只需计算一相 ,另外两相根据对称关系直接写出。
（2）负载不对称
在三相四线制电路中，不管负载是否对称，电源的相电压和线电压总是对 称的，所以负载各相电压对称。
I B .
U B
.
I A .
U A . φ φ φ z A = z B = z C
φA =φB =φC
ϕϕ-∠=∠︒∠==p p I U Z U I z 0A A A ϕϕ-︒-∠=∠︒-∠==120120B B B p p I U Z U I z ϕϕ
-︒∠=∠︒∠==120120C C C p p I U Z U I z z U z U I I l p p l 3===
由于负载不对称，各相电流不对称，中线电流不为零。
计算时需要三相分别计算。
三相三线制（无中线）
将三相四线制里的中线断开, 这时称为三相三线制。
（1）负载对称
由三相四线制负载对称情况知，中线电流 I N = 0。
所以中线去掉,计算方法相同。
各电流对称。
（2）负载不对称
在无中线且负载不对称的电路中，三相电压相差很大，有效值不等，将出现与负载额定电压不符。
实际的三相供电系统中，负载大都不对称，因此，多采用三相四线制供电方式。
所以，中线不能开路，不能装开关和保险丝。
2. 三相负载的三角形 ( ∆ 形) 接法
（1）负载对称
相电流：İAB İBC İCA
线电流：İA İB İC
相线电流关系：İA = İAB － İCA İB = İBC － İAB İC = İCA － İBC 由KCL 知： İA = İAB － İCA
İB = İBC － İAB
İC = İCA － İBC
由负载对称，可得
I AB = I BC = I CA = Ip = Ul ／z = Up ／z
相位上互差 120°
以 İAB 为参考相量
︒︒︒-∠=-∠-∠=-=30
32400CA AB A p p
p I I I I I I
相量图为：
可见：对称三相负载作三角形联接时各相、线电压,相、线电流都对称 。
线电流是相电流的 倍,线电流滞后 相应相电流 30°。
计算时可算出一相 , 另外两相根 据对称关系直接写出。
（2）负载不对称
在三角形联接的三相电路中，不管负载是否对称，负载的相电压等于电源的线电压，总是对称的。
在负载不对称时，电流不对称，要逐相计算，相、线电流之间不再满足√3 倍的关系。
例1：有一对称三相负载星形联接的电路, 三相电源对称.每相负载中, L = 25.5mH , R = 6 Ω。
u AB = 380√2 sin (314t +30°) V 。
求各相电流 i A , i B , i C 。
3030
30
. I BC . I CA . I AB
. -I CA I A .
例2：下图所示的对称三相电路中，已知电源的相电压UpS=220V，负载的每相阻
抗Ω
Z。
求负载的相电流和电源的相电流。
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课堂练习：
1、在对称三相四线制线路上，若相线上一根熔体熔断，则熔体两端电压为（）。
A、线电压
B、相电压
C、相电压＋线电压
D、线电压一半
2、在我国低压三相四线制供给用户的线电压是380伏，三相异步电动机若采用
星形联结，则此时电动机的每相绕组两端电压是（）。
四、小结：
1、对称负载星形联结方式和电路特点。
5 2、对称负载星形联结电路的分析和相关计算。
3、中性线的作用。