三相正弦交流电路
第3章三相电路

波形图和相量图如图3-3所示。相电压对称。
u
uU
uV
uW ωt
UW
1200
1200
0
π
2π
1200
UU
UV
(a)相电压的波形图 (b)相量图
图3-3三相电源相电压的波形图和相量图
电源任意两根端线之间的电压称为线电 压,用uUV、uVW、uWU 表示,如图3-4所 示。 U1 L
1
uU
W2
你可要记 住了!
I L 3I P
(3-16)
线电流落后相应的相电流300的相位角。
例2 三相对称负载,每相R=6Ω,XL=8 Ω,接到UL=380V
§ 3.2
三相负载的联接
负载有单相负载与三相负载之分。对于 单相负载,应根据其额定电压接入电路。 若负载所需的电压是电源的相电压,应将 负载接到端线与中线之间。如图3-8(a)
U V W N
ZU
ZV 图3-8 (a)
ZW
若负载所需的电压是电源的线电压,应将 负载接到端线与端线之间。如图3-8(b)
UP=UL
很好记吧!
Hale Waihona Puke 思考题1.对称三相电源星形连接时,Ul= 3 Up ,线电压 的相位超前于它所对应相电压的相位 300 。
2.正序对称三相星形连接电源,若 UVW 380300V , 380/1500V, U U 220/1200 V, 220/-1200 V。 则 U UV UW
§3.1 三相交流电源
一、 概念
由三个幅值相等、频率相同、相位互差 120o的单相交流电动势按一定方式连接起来 所构成的电源称为三相交流电源。由三相电 源构成的电路称为三相交流电路。 三相交流电源一般来自三相交流发电机或 变压器副边的三相绕组。三相交流发电机的 基本原理如图3-1所示
三相正弦交流电路

u A 2U p sin t
120°
U A
u B 2U p sin(t 120) uC 2U p sin(t 120)
ωt
120°
U B
120° (b) 相量图
2、三相电源的连接
(1)星形连接 将三相电源的尾端X、Y、Z连在 一起,首端A、B、C引出作输出线, 这种连接称为三相电源的星形连接,也称Y形连接, 常用“Y”标记。 三个始端A、B、C引出三根端线,加上中点引出 的总线,称为三相四线制。
2、在对称三相电路中,各相电压、相电流的有效值相等, 功率因数也相等,因此 P 3U相 I相 cos 相 3P相 三相负载作星形联接时:
三相负载作三角形联接时:
例: 对称三相三线制的线电压U l 100 3 V , 每相负载阻抗为Z 1060 Ω ,求负载为星形及三 角形两种情况下的电流和三相功率。
三相异步电动机的工作原理
N FΒιβλιοθήκη n0nS三相异步电动机的铭牌
常用低压控制电器
刀开关
按钮
按钮的电路符号
组合开关
接触器
接触器的动作过程
接触器的电路符号
热继电器
时间继电器的电路符号
自动空气开关
熔断器
热继电器的电路符号
行程开关
变压器
四、变压器
变压器是一种静止的电气设备,它利用互感原理,把输 入的交流电压升高或降低为同频率的交流输出,以满足 高压输电、低压配电及其他用途的需要,在电路中起到 电能的传递作用。 1、变压器的结构
铁心:变压器的磁路。 原边(一次绕组):接电源的绕组 (绕组常由漆包铜线和铝绕线绕制而成) 副边(二次绕组):接负载的绕组
接在三相电源上的负载统称为三相负载。 通常把各相负载相同的三相负载叫做对称三相负载。 如果各相负载不同,就叫不对称三相负载。 1、星形连接
电网第十一章三相正弦交流电路

UV U 120 0
U W U1200
11.1 三 相 正 弦 交 流 电 源
11.1.3 三相交流电源的“对称”和“相序” 1)若三相电源的最大值相等、频率相同、相位互差1200, 即称为“对称”
电源。 2)三相电源的对称性,是由三相绕组对称结构所保证的。 3)三相对称正弦量的三个电动势(或电流、电压)到达最大值 (或零值) 的
零线, 这种措施称为“保护接零”。 4)有中线的三相星形联结电路,称为三相四线制电路,记作Y0。
11. 2三 相 正 弦 交 流 电 源 的 联 结
11.2.2 电源星形联结的线电压和相电压 三相四线制电路对外输出两种电压:线电压和相电压。 图11-3是星形联结三相电源线电压与相电压的相量图。
11. 2三 相 正 弦 交 流 电 源 的 联 结
1.线电压
相线 (火线) 之间的电压, 称为线电压, 用uUV 、uVW 、uWU表示
(下标表示一定的顺序) , 由于电路对称, 三个线电压的有效值 是相等的, 记作U线或UL。 2.相电压 每相绕组的始端与末端之间的电压,即每相绕组两端的电压,也即是
火线与中线之间的电压,称为相电压, 用uU、uV、uW 表示, 由于
三相交流电之所以广泛应用, 是因为它比单相交流电,具有以下的主要优点: 1)制造三相发电机和三相变压器比制造单相的要省材料。 2)在输电距离、输送功率,负载的线电压,负载的功率因数、输电损耗以 及输电线材料等方面,在相同的条件下,用三相输电线的金属用量仅为用 单相输电时的75%。 3)三相电能产生旋转磁场, 从而能制成结构简单、性能良好的三相异步 电动机。 4)有星形和三角形两种联结方式,提供线电压和相电压两种电压,提供线 电流和相电流两种电流。
三相正弦交流电路基础知识讲解

. UVW
-IW. U
. IU
(a)
(b)
图 5.10 负载的三角形连接及电压、 电流相量图
第5章 三相正弦交流电路
5.2.2 负载的三角形(△)连接(二)
1、负载的相电压等于电源的线电压
•
•
•
2、相电流为
•
I UV
UUV
,
•
I VW
U VW
,
•
I WU
U WU
ZUV
ZVW
ZWU
3、线电流为
•
•
•
U N'N
ZU 1
ZV 1
ZW 1
ZU ZV ZW
若负载对称, 即 ZU ZV ZW Z Z ,则
第5章 三相正弦交流电路
5.2.1 负载的星形(Y)连接(六)
•
•
•
•
U N'N
UU ZU
1
UV UW ZV ZW
11
1
•
(U U
•
UV
•
UW
)
Z 3
0
ZU ZV ZW
Z
•
•
•
UU UV UW
•
•
IV 2 I U 2 120
•
•
I W1 I U1 120 ,
•
•
I W 2 I U 2 120
第5章 三相正弦交流电路
5.3.2 对称三相电路的一般解法(五)
•
•
I UV2
IU2 3
30
•
•
I VW2
IV2 3
30
•
•
I WU2
IW2 3
第5章三相正弦交流电路(精)

第5章三相正Si交流电珞第5章三相正弦交流电路5.1三相电源5.2三相负载5・3对称三相电路的分析计算*5・4不对称三相电路的分析计算5・5三相电路的功率本章小结<^BRCK|第5章三相正Si交流电珞5.1三相电源5.1.1三和对称正弦交流电压三相正弦电压是111三相发电机产牛的。
图5. 1所示是三相交流发电机的原理图。
在发电机的转子上,固定冇三组完全相同的绕组,它们的空间位置相差120° O 其屮5、V]、W]为这三个绕组的始端;U2、V2、W2为三个绕组的末端。
其>1^了是-对磁极,由于磁极面的特殊形状,使定子与转子间的空气隙中的磁场按正弦规律分布。
图5.1三相交流发电机的原理金第5*三和正》吏流电珞、当发电机的转子以角速度3按逆时针旋转时,在三个绕纽的两端分别产生I隔值和同、频率相同、相位依次相差120。
的正弦交流电压。
每个绕组电压的参考方向通常规定为山绕组的始端指向绕组的末端。
这一组正弦交流电压叫三相对称正弦交流电压。
它们的波形图和和量图分別如图5. 2和图5.3所示。
■<- /图5.2对称三和正弦量的波形图々[第5*三相正Si吏流电珞■<- /图5.3对称三相正眩量的相量图〈爲第5*三和正Si交流电珞若以gwui 4为参考正弦量,则三个正弦电床的解析式分别为«u = Uy I =t/p/nsincot“二“卍2=UpmSin(3-l20° ) Ww=«w]W2=C/pZnsin (<y/+120° ) 三个电床的相量分别表示为U U=U&XJ V =U/ -12(7必=SZ12ff 从相最图小不难看出,这组对称三相正弦电用的相量之和等于零,即Uy+Uy + Uw=UpZO° = Up乙-12a + UpZl 2(J枠=U —+ 7—) = 0.洱•.一P 2 2 2 丿 2,〈爲第5*三和正Si交流电珞从波形图屮可看出,任意时刻三个正弦电压的瞬时值之和恒等于寒,即n(j+Wy+n^ — 0能够提供这样一组对称三相正弦电压的就是对称三相电源,通常所说的三相电源都是指对称三相电源。
三相正弦交流电路

三相正弦交流电的产生
三相正弦交流电的产生和命名
三相正弦交流电的表达式和相序
三相电源的连接
相电压和线电压的概念和关系
星形联接(Y形联接)的形式和特点 三角形联接(△形联接)的形式和特点
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联接方法
依次将发电机的三相
W1 V2 V1
U2
L2
定子绕组的某一相末 端与另一相首端连接 在一起,并由三角形 的三个顶点引出三条 输电线
联接方式
三相三线制
L3
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三角形联接的相电压和线电压
U 12 U 1 U0 U 23 U 2 U 120 U 31 U 3 U120
Design By CYQ
§4.3 三相电路分析
负载作星形联接的三相电路分析
相电压、相电流和线电流的概念和关系
星形联接(Y形联接)的形式和特点
三角形联接(△形联接)的形式和特点
负载作三角形联接的三相电路分析
相电流和线电流的关系 三角形联接(△形联接)的形式和特点
Electronical Engineering
IL1 (I1)
φ1
IL3 (I3) IL2 (I2)
U3
φ3
U1
负载各相电压等于电源 的相电压并且对称 负载的线电流等于相电 流但不对称 中性线电流相量和不等 于0,因此中性线是不 可缺少的
φ2
U2
Electronical Engineering
三相正弦交流电路

IA
IC 3ICA 30 U BC
所以负载对称时三角形接法旳特点:
A
iA
uCA uAB
iAB
iCA
B
iB
C uBC iC
iBC
负载对称三角
形接法,负载
两端旳电压等
于电源旳线电
压;线电流是 相电流旳 3倍, 相位落后相应 旳相电流30°。
U Il
p负载3IpU l
30
各电流旳计算
A
每相负载电流
S Y•
CZ 首端 末端
C
N 三线圈空间位置
各差120o
X
转子装有磁极并以
旳速度旋转。三个
线圈中便产生三个单相电动势。
定子 Z
•
B 转子
二、对称三相正弦量旳体现式
一般以A相电压uA为参照正 弦量
记为uA 2U sin tV
uB 2U sin(t 120 )V uC 2U sin(t 120 )V
星形接法时: Ul 3U p Il I p
三角形接法时: Ul U p Il 3I p
P 3 Ul Il cos
在三相负载对称旳条件下,三相电路旳功率:
有功功率:P 3Ul Il cos 无功功率:Q 3Ul Il sin
视在功率:S 3Ul Il
瞬时功率p
p uAiA uBiB uCiC
2.5 三相正弦交流电路
§2.5.1 对称三相正弦量
三相制: 三个电压源,频率相同,波形相同,相位不 同, 由它们构成旳供电体系。 对称三相正弦量:三个频率相同,幅值相同,相位互 差120度旳正弦电流或电压。
一:对称三相正弦量旳产生
由三相交流发电机产生。
对称三相交流电旳产生
第5章 三相正弦交流电路

第5章 三相正弦交流电路
第5章 三相正弦交流电路
同理可得
即线电压的大小是相电压大小的根号3倍,且线电压的相 位比相应相电压相位超前30 °。 在三相电路中,三个线电压 之间的关系是
或用瞬时值表示为
即三个线电压的相量和总等于零,或三个线电压瞬时值 的代数和恒等于零。
第5章 三相正弦交流电路
例5. 1 星形连接的对称三相电源,线电压是 uU V=380s i n314 tV,试求出其它各线电压和各相电压的解析 式。
中线电流则为
如果电源线电压对称,负载的复阻抗相等,即ZU= ZV= ZW= Z , 这便是对称三相电 路。由于电压对称,因此负载端相电流大 小相等,相位依次相差120 °,也是一组对称的正 弦量。
第5章 三相正弦交流电路
此时,中线电流为
2.三相三线制电路 图5. 9所示为三相三线制电路,其中电源和负载均为 星 形连接。对图中的三线制电路,根据弥尔曼定理可得中点电 压为
这种情况我们将在后面的5. 4节中详细讨论。
第5章 三相正弦交流电路
5. 2. 2 负载的三角形(△)连接 图5. 10( a )所示为负载的三角形电路。不计线路阻抗时, 电源的线电压直接加于各相 负载,负载的相电压等于电源的 线电压。由于电源的线电压总是对称,因此,无论负载本 身是 否对称,负载的相电压总是对称的。此时,各相负载的电流分 别为
( 3)取出一相电路,单独求解。 ( 4)由对称性求出其余两相的电流和电压。 ( 5)求出原来三角形连接负载的各相电流。
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练习
小结
1.三相负载对称时,三相功率的计算公式。 2. 同一三相对称负载接在同一电网中, 作三角形联结时的线电流与作星形联结时的 线电流的关系。三相功率间的关系。 3.常用的用电安全措施。
布置作业
习题Байду номын сангаас 《电工基础》第 2 版周绍敏主编) 4.计算题(6)~(9) 。
2-161
(3)相量图
e1e2e3 0 即
+E +E 0 E 2 1 3
二、三相电源的连接 1.连接方式(Y)
2-152
(1)中性点(或零点) :三个末端相连接的点。用字母“N”表示中 性线(或零线) :从中性点引出的一根线叫中性线或零线。 (2)端线或相线:从始端引出的三根线,俗称火线。 2.相电压与线电压 (1)相电压:相线与中性线间的电压,用 u1、u2、u3 表示(通用符 号用 uP 表示) →三个相电压对称相电压的方向: 从绕组的始端指向末端。 (2)线电压:两根相线间的电压,用 u12、u23、u31 表示(通用符号 用 uL 表示) →三个线电压对称线电压的方向: 按三相电源的相序来确定。 如:u12 就是从 U1 端指向 V1 端,u23 就是从 V1 端指向 W1 端,u31 就是 从 W1 端指向 U1 端。 (3)相电压与线电压的关系
课
题
10-1 三相交流电路
新课 课型 授课时数 2
授课班级 1.了解三相电源的产生。 2.掌握三相电源的表示方法。 3.掌握三相电源的连接。 1.三相电源的表示方法。 2.三相电源的连接。
教学目标
教学重点
教学难点
与U 关系的推导。 三相电源星形联结中 U L P
学情分析
教学效果
教后记
2-151
2-157
3.三相负载连接法的选择 应根据负载的额定电压与电源电压的数值而定,总之要使每相负载 所承受的电压等于其额定电压。 1 若每相负载的额定电压为电源线电压的 ,则负载应连成星形; 3 若每相负载的额定电压等于电源的线电压,则负载应联成三角形。 例 2:本节例 2 根据例题的结论,提问:同一负载在相同的线电压下,下列比值等 于多少?
练习
2-153
小结
布置作业
2-154
课
题
10—2 三相负载的连接
课型 授课时数
新课 4
授课班级 1.掌握三相负载两种连接法的特点。 2.熟练掌握对称三相电路的分析计算。
教学目标
教学重点
1.三相负载两种连接法的特点。 2.对称三相电路的分析计算。
教学难点
1.中性线的作用。 2.对称三相电路的分析计算。
2-158
课
题
10—3 三相电路的功率 10—4 安全用电
课型 授课时数
新课 2
授课班级 1.练掌握三相电路功率的计算。 2.了解常用的安全措施。
教学目标
三相电路功率。 教学重点 三相电路功率, 教学难点
学生已会计算单相电路的功率。 学情分析
教学效果
教后记
2-159
课前复习
新课 复习三相负载做星形联结和三角形联结时的特点, 列表如下: (此表保留到下课)
2.特点 (1)负载电压 UYUP
UL 3
(2)负载电流 负载中的电流称为相电流,用 IYP 表示。 方向:与相电压方向一致。 中性线电流:流过中性线的电流叫中性线电流,用 IN 表示。 方向:规定由负载中点 N流向电源中点 N。 IYP
UP , ZP = R2 X 2 ZP
Y 特点: 1. 2. 对称电路计算公式 三相功率计算公式
第三节
一、不对称三相负载
三相电路的功率
PP1P2P3 U1I1cos1U2 I2cos 2U3 I3cos3 二、对称三相负载 1.公式之一 P3UP IPcos Q3UP IP sin S3 UP IP S P 2 Q 2 cos 2.公式之二 P 3 UlIl cos Q 3 Ul Il sin S 3 Ul Il
各相电流与各相电压的相位差arccos
R ZP
(3)线电流 流过每根相线的电流叫线电流,即 I1、I2、I3,一般用 IYL 表示。
2-156
IYLIYP 若三相负载对称则负载上的电压、电流及线电流均对称。 例 1:本节例 1 3.中性线的作用 (1)若负载对称,则 IN0 可省去中性线。 (2)若负载不对称,则 IN0,若有中性线,则各相负载仍有对称 的电源相电压,从而保证了各相负载能正常工作;若没有中性线,则各 相负载的电压就不再等于电源的相电压,这时阻抗较小的负载的相电压 可能低于其额定电压,阻抗较大的负载的相电压可能高于其额定电压, 使负载不能正常工作,甚至会造成事故。 三、三相负载三角形联结(Δ ) 1.电路
学生已学过单相电路的计算。 学情分析
教学效果
教后记
2-155
课前复习
新课 1.三相电源一般采用何种接法? 2.线电压和相电压之间的关系。
第二节
三相负载的连接
从复习三相电源的连接引入课题。 一、三相负载连接 1.单相负载:只需单相电源供电的设备。 三相负载:同时需要三相电源供电的负载。 三相对称负载:在三相负载中,如果每相负载的电阻、电 抗都相等,这样的负载称为三相对称负载。 2.负载的连接方法(在三相电路中) :星形、三角形。 二、三相负载星形联结(Y) 1.电路
=U ( U ) U 12 1 2
推导:相量图(或复数运算)
结论:各线电压的有效值是各相电压有效值的 3 倍。 即 UL 3 UP (380 3 220) 各线电压的相位比各对应的相电压超前 30。 3.三相三线制和三相四线制 三根相线和一根中线组成的输电方式称为三相四线制,通常在低压 配电中采用。三根相线组成的输电方式称为三相三线制,在高压输电工 程中采用。 习题( 《电工基础》第 2 版周绍敏主编) 1.是非题(1)~(3) 。 2.选择题(1)~(5) 。 3.填充题(1)~(3) 。
课前复习
新课 单相交流电源。
第一节
一、三相交流电源的产生
三相交流电源
1.三相交流发电机 (1)演示手摇三相发电机。 (2)结论:三相交流电源是三个频率相同、最大值相等、相位彼此 相差 120的单相交流电源按一定方式的组合。 2.三相交流电源的表示方法 (1)解析式 e1 2 Esint e2 2 E sin(t 120 ) e3 2 E sin(t + 120 ) 这样的三个电动势叫对称三相电动势。三个电动势到达最大值(或 零)的先后次序叫相序。正序 e1 → e2 → e3。 (2)波形图
UR P R U S Z
第四节
安全用电
介绍一些触电事故,使学生明确安全用电的意义. 一、电流对人体的作用 1.触电人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流,以致引起死 亡或局部受伤的现象称为触电。 决定触电对人体伤害程度的因素有: (1)流过人体电流的大小
2-160
(2)流过人体电流的频率 (3)通电时间的长短 (4)电流流过人体的途径 (5)触电者本人的情况(人体电阻) 3.触电方式 单相触电;两相触电。 二、常用的安全措施 1.安全电压 36V 以下 2.开关必须通过相线 3.选用合适的导线和熔丝 4.正确安装用电设备 5.电气设备的保护接地和保护接零 (1)保护接地:将电气设备的金属外壳与地线相连,适用于中性点 不接地的低压系统中。介绍三脚插头和三眼插座的应用。 (2)保护接零:将电气设备的金属外壳与中性线相连,适用于中性 点接地的低压系统中。 6.触电保护装置 三、观看安全用电的录像
2.特点 (1)负载电压 UPUL (2)负载电流 IP (3)线电流 IL= 3 IP 各线电流的相位比相应的相电流滞后 30。 推导:作相量图(或复数运算)
U UΔ L , ZP R2 X 2 ZP ZP
+( I ) I1 I 12 31
UΔ = UY
;
IΔP = IYP
;
IΔL = IYL
练习
习题( 《电工基础》第 2 版周绍敏主编) 2.选择题(6)~(8) ;填充题(4) 、 (5) 、 (7) 。 习题 1.是非题(4)~(10) ;2.填充题(6) 、 (8) 、 (9) 。
要求学生列表小结本节的内容。 小结
布置作业
习题( 《电工基础》第 2 版周绍敏主编) 4.问答与计算题(2) 、 (3) 、 (4) 。