三相交流电概述教学课件.ppt

1、 第一章第一章 电工基础知识电工基础知识第四节第四节 三相交流电路三相交流电路 第1页，共42页。第四节第四节 三相交流电路三相交流电路 【学习目标学习目标】1理解三相对称电动势、相序的概念；2掌握三相对称电动势的表示法。【重点难点重点难点】三相对称电动势的特点及其表示方法第2页，共42页。一、一、三相交流电势三相交流电势 三相交流电源是由三相交流发电机中的三相绕组提供的；三相交流发电机产生的三个电动势最大值相等、频率相同、相位互差120，称为三相对称电动势。第四节第四节 三相交流电路三相交流电路第3页，共42页。第四节第四节 三相交流电路三相交流电路 一、一、三相交流电势三相交流电势tEes

2、inmU)120sin(mWtEe)120sin(mVtEe第4页，共42页。二、二、三相对称电动势的表示法三相对称电动势的表示法（1）三角函数式：tEesinmU)120sin(mVtEe)120sin(mWtEe（2）波形图：（3）相量图：第5页，共42页。三、三、相序相序 三相电动势到达最大值（或零）的先后次序称为相序；U-V-W-U称为正相序或顺相序；U-W-V-U称为负相序或逆相序，如无特别说明，一般三相对称电动势都是指正相序；通常采用黄、绿、红三种颜色标识U、V、W三相。第6页，共42页。【课堂练习课堂练习】若三相对称电动势V相的瞬时值表达式为 ，请写出其余两相的瞬时 值表达式，画

3、出它们的相量图。第一节第一节 三相交流电概述三相交流电概述 V)30sin(2220Vte第7页，共42页。【课堂小结课堂小结】一、三相交流电源 二、三相对称电动势的表示法 1三角函数式 2波形图 3相量图 三、相序 第一节第一节 三相交流电概述三相交流电概述 第8页，共42页。二、二、三相电源的连接三相电源的连接 【学习目标学习目标】1掌握三相电源绕组Y和联结时的正确连接 方法；2理解三相电源Y、联结时的相电压与线电 压的关系。【重点难点重点难点】三相电源Y联结时线电压与相电压的关系第9页，共42页。二、二、三相电源的连接三相电源的连接星形（Y形）联结是把三相绕组的末端U2、V2、W2连接在

4、一起，然后由中性点N及绕组的首端U1、V1、W1分别向外引出连接线；星形联结的三相交流电源有四根输电线（三根相线一根中性线），因此，这种供电系统也称为三相四线制；一、一、三相电源的星形（三相电源的星形（Y Y形）联结形）联结 1.连接方法连接方法 第10页，共42页。一、一、三相电源的星形（三相电源的星形（Y形）联结形）联结 任意两根相线之间的电压称为线电压，各相线与中性线之间的电压叫做相电压；2.线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系 线电压与相电压的关系为：UWWUWVVWVUUVUUUUUUUUU第11页，共42页。一、一、三相电源的星形（三相电源的星形（Y形）联结形）联结 2.线电压

5、与相电压的关系线电压与相电压的关系（1）线电压的大小等于相电压的 倍，即：3（2）各线电压在相位上比对应的相电压超前30。PYLY3UU第12页，共42页。二、二、三相电源的三角形（三相电源的三角形（形）联结形）联结 把三个绕组的首端和末端依次相接，使其构成闭合回路，再从这三个连接点引出三根相（端）线；这种只用三根端线供电的方式称为三相三线制。1.连接方法连接方法 第13页，共42页。2.线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系 二、二、三相电源的三角形（三相电源的三角形（形）联结形）联结 三相绕组作三角形联结时，线电压等于相电压，故对负载只能提供一种电压；三相电动势是对称的，所以它们的相量和

6、为零；三相发电机绕组通常不作三角形联结。PLUU第14页，共42页。【课堂练习课堂练习】请通过相量图来分析三相电源绕组作Y和联结时，若有一相绕组的首尾端接反，将会产生怎样的后果？第二节第二节 三相电源的连接三相电源的连接 第15页，共42页。【课堂小结课堂小结】一、三相电源的星形（Y形）联结 1连接方法 2线电压与相电压的关系 二、三相电源的三角形（形）联结 1连接方法 2线电压与相电压的关系第二节第二节 三相电源的连接三相电源的连接 第16页，共42页。三、三、三相负载的连接三相负载的连接 【学习目标学习目标】1理解三相负载Y、联结时相电压和线电压、相电流和线电流之间的关系；2掌握三相对称电

7、路电压和电流的计算；3理解中性线的作用。【重点难点重点难点】三相对称电路的计算 中性线的作用第17页，共42页。一、一、三相负载的星形（三相负载的星形（Y形）联结形）联结 把三相负载分别接在三相电源的一根相线和中性线之间的接法，称为三相负载的星形（Y形）联结。1.连接方法连接方法 第18页，共42页。一、一、三相负载的星形（三相负载的星形（Y形）联结形）联结 把三相负载分别接在三相电源的一根相线和中性线之间的接法，称为三相负载的星形（Y形）联结。1.连接方法连接方法 第19页，共42页。各相负载上的相电压等于电源的相电压；通过每相负载的电流叫做相电流IYP ；通过端线的电流叫做线电流IYL；通

8、过中性线的电流叫做中性线电流 ；2.电压和电流电压和电流 各电流之间的关系为：一、三相负载的星形（一、三相负载的星形（Y形）联结形）联结 NIPII IYLYL I IYPYP第20页，共42页。各相负载上的相电压等于电源的相电压；通过每相负载的电流叫做相电流IYP ；通过端线的电流叫做线电流IYL；2.电压和电流电压和电流 各电流之间的关系为：一、三相负载的星形（一、三相负载的星形（Y形）联结形）联结 NIYPYLIIPII IYLYL I IYPYP第21页，共42页。各相负载上的相电压等于电源的相电压；通过每相负载的电流叫做相电流IYP ；通过端线的电流叫做线电流IYL；2.电压和电流电

9、压和电流 各电流之间的关系为：一、三相负载的星形（一、三相负载的星形（Y形）联结形）联结 YPYLIIPII IYLYL I IYPYPUYP第22页，共42页。各相负载上的相电压等于电源的相电压；通过每相负载的电流叫做相电流IYP ；通过端线的电流叫做线电流IYL；2.电压和电流电压和电流 各电流之间的关系为：一、三相负载的星形（一、三相负载的星形（Y形）联结形）联结 NIYPYLIIPII IYLYL I IYPYPUYP UP第23页，共42页。各相负载上的相电压等于电源的相电压；通过每相负载的电流叫做相电流IYP ；通过端线的电流叫做线电流IYL；2.电压和电流电压和电流 各电流之间的

10、关系为：一、三相负载的星形（一、三相负载的星形（Y形）联结形）联结 NIYPYLIIPII IYLYL I IYPYPUYP UPUP=UYP第24页，共42页。各相负载上的相电压等于电源的相电压；通过每相负载的电流叫做相电流IYP ；通过端线的电流叫做线电流IYL；一、三相负载的星形（一、三相负载的星形（Y形）联结形）联结 2.电压和电流电压和电流 3各电流之间的关系为：NIYPYLIIPII IYLYL I IYPYPUYP UPUP=UYP UL U UL L=U=UP P=UYP333第25页，共42页。如果三相负载对称，则流过每相负载的相电流也是对称的；如果三相负载对称，中性线电流为

11、零，中性线可以省去。思考：思考：实际生产中中性线为什么不能省，而且还要加固？实际生产中中性线为什么不能省，而且还要加固？2.电压和电流电压和电流 一、三相负载的星形（一、三相负载的星形（Y形）联结形）联结 PI第26页，共42页。中性线的作用就在于使星形联结的三相不对称负载能够获得对称的电源相电压，保证负载正常工作；在三相四线制供电系统中，规定中性线上不允许安装开关和熔断器，而且中性线常用钢芯导线来加强其机械强度；在连接三相负载时，应尽量使其平衡，以减小中性线电流。3.中性线的作用中性线的作用 一、三相负载的星形（一、三相负载的星形（Y形）联结形）联结 PI第27页，共42页。二、二、三相负载

12、的三角形（三相负载的三角形（形）联结形）联结 把每相负载分别接在三相电源的每两根相线之间的接法称为三相负载的三角形联结。1.连接方法连接方法 第28页，共42页。2.电压和电流电压和电流 在联结中，不论负载是否对称，各相负载所承受的相电压均为电源的线电压；相电流和线电流的关系为：二、三相负载的三角形（二、三相负载的三角形（形）联结形）联结 vwWuvVwuUIIIIIIIII第29页，共42页。2.电压和电流电压和电流 当三相负载对称时，三个相电流是对称的，三个线电流也是对称的，它们之间的关系为：（1）线电流是相电流的 倍，即：二、三相负载的三角形（二、三相负载的三角形（形）联结形）联结 3

13、I IL L I IP P第30页，共42页。二、三相负载的三角形（二、三相负载的三角形（形）联结形）联结 2.电压和电流电压和电流 当三相负载对称时，三个相电流是对称的，三个线电流也是对称的，它们之间的关系为：（1）线电流是相电流的 倍，即：=3LIP3I I IL L I IP P UL UP第31页，共42页。二、三相负载的三角形（二、三相负载的三角形（形）联结形）联结 2.电压和电流电压和电流 当三相负载对称时，三个相电流是对称的，三个线电流也是对称的，它们之间的关系为：（1）线电流是相电流的 倍，即：=（2）线电压是相压的 倍，即：UL=UP 3LIP3I3 I IL L I IP

14、P UL UP第32页，共42页。二、三相负载的三角形（二、三相负载的三角形（形）联结形）联结【例题例题3-33-3】三相对称负载联结，若每相负载的电阻 为6，感抗为8，电源线电压为380V，求相 电流和线电流。第33页，共42页。第三节第三节 三相负载的连接三相负载的连接 三相负载究竟采用何种连接方式，要根据每相负载的额定电压与电源电压而定。（1）若负载的额定电压等于电源的相电压，负载应接成星形；（2）若负载的额定电压等于电源的线电压，则负载应接成三角形。第34页，共42页。【课堂小结课堂小结】一、三相负载的星形（Y形）联结 1连接方法 2电压和电流 3中性线的作用 二、三相负载的三角形（形

15、）联结 1连接方法 2电压和电流第三节第三节 三相负载的连接三相负载的连接 第35页，共42页。四四、三相交流电路的功率三相交流电路的功率 【学习目标学习目标】1理解三相功率的概念；2掌握三相对称电路有功功率的计算；【重点难点重点难点】三相对称电路有功功率的计算 第36页，共42页。一）一）有功功率有功功率 三相交流电路中，三相负载消耗的总功率（有功功率）为各相负载消耗的功率之和，即：UVWPPPP如果三相负载对称，总有功功率为：P =PP3cosU ILL3cosU I四、三相交流电路的功率四、三相交流电路的功率第37页，共42页。二）无功功率和视在功率二）无功功率和视在功率 PI如果三相负

16、载对称，总无功功率为：Q=sin3LLIU如果三相负载对称，总视在功率为：S=LL3IU四四 、三相交流电路的功率、三相交流电路的功率第38页，共42页。【例题例题3-43-4】有一台三相电炉（对称负载），每相负载的电阻 ，试求：（1）在380V线电压的作用下，电炉分别接成三 角形和星形时，各从电网取用多少功率？（2）在220V线电压的作用下，若采用三角形联 结，取用的功率又是多少？四四、三相交流电路的功率三相交流电路的功率 10R第39页，共42页。在线电压不变的情况下，负载作三角形联结时的功率为星形联结时的3倍。只要每相负载所承受的相电压相同，则不论是三角形联结还是星形联结，负载所消耗的有功功率都相等。四、四、三相交流电路的功率三相交流电路的功率 第40页，共42页。【课堂练习课堂练习】若三相对称负载Y形联结，每相负载的电阻为60，感抗为80，电源线电压为380V，试求：总有功功率、无功功率和视在功率。四四、三相交流电路的功率三相交流电路的功率 第41页，共42页。【课堂小结课堂小结】一、有功功率 若负载对称：二、无功功率和视在功率 若负载对称：四四、三相交流电路的功率三相交流电路的功率 P =PP3cosU ILL3cosU IQ=sin3LLIUS=LL3IU第42页，共42页。