第三章1-电工电子学课件.ppt

1、NS AXe在两磁极中间，放一个线圈。在两磁极中间，放一个线圈。根据右手定则可知，根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，线圈中产生感应电动势，其方向由其方向由AX。让线圈以让线圈以 的速度顺时的速度顺时针旋转。针旋转。合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到线圈两端便可得到单相单相交流电动势。交流电动势。tEeAXsin23.1 3.1 三相交流电源三相交流电源一、三相电动势的产生一、三相电动势的产生1 1、三相交流电动势的产生、三相交流电动势的产生定子中放三个线圈：定子中放三个线圈：A XB YC Z 首端首端末端末端 三线圈空间位置

2、三线圈空间位置各差各差120o 转子装有磁极并以转子装有磁极并以 的速度旋转。三个线圈中便的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。产生三个单相电动势。定子定子转子转子2 2、三相交流电动势的表示、三相交流电动势的表示三相电动势的特征：三相电动势的特征：大小相等，频率相同，相位互差大小相等，频率相同，相位互差120120240sin120sinsintEetEetEemZCmYBmXA)120sin(tEmAEBECE3 3、三相电动势的相量关系、三相电动势的相量关系0CBAEEE1201200EEEEEECBAEm BeAeCe0120 240 360 tAeCeBeAXYCBZN二、二、

3、三相交流电源的连接三相交流电源的连接1 1、星形接法、星形接法4 4、相序的概念、相序的概念三相交流电动势出现最大值的先后顺三相交流电动势出现最大值的先后顺序称为三相电源的相序。序称为三相电源的相序。A A-B B-C C 称为正相序称为正相序 A A-C C-B B 称为负相序称为负相序Ce（中线中线）（火线火线）相线相线（火线火线）相线相线（火线火线）相线相线ceBeAXYCBZNAe三相四线三相四线制供电制供电火线（相线）火线（相线）:ABC中线（零线）：中线（零线）：NCCNBBNAANeueueu相电压：火线对零线间的电压。相电压：火线对零线间的电压。2401200PCNPBNPAN

4、UUUUUUCeceBeACBNAe120 120 120 ANUBNUCNUANuBNuCNu2 2、三相电源星形接法的两组电压、三相电源星形接法的两组电压相电压的有效值相电压的有效值线电压：火线间的电压。线电压：火线间的电压。ANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABCABuuuCABN注意规定的注意规定的正方向正方向ACCBBAuuuuuuBNUABU3 3、线电压和相电压的关系、线电压和相电压的关系BNUANUCNU30 BNANBNANABUUUUU303ANABUU30 330 3CNANCNCABNCNBNBCUUUUUUUU 同理：同理：线电

5、压与相电压的通用关系表达式线电压与相电压的通用关系表达式30 3plUUlU pU-为相电压为相电压 -为线电压为线电压在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为V380 V220lPUU、CZCABYBCAXABUUUUUU plUUACAuAXYCBZABuBCuBC特点：特点：线电压线电压=相电压相电压4、三角形接法、三角形接法短路短路+E三个电源串接三个电源串接能否造成短路？能否造成短路？直流电源行吗？直流电源行吗？问题讨论问题讨论+-EEE直流电源串接不行，直流电源串接不行，三相交流电源可以，三相交流电源可以，为什么？为什么？AAeC

6、eBeXYZBCEmAeBeCe 三相交流电源中三相交流电源中三个电源可以串接的三个电源可以串接的原因在于：原因在于：三个电源的电压三个电源的电压任何瞬间相加均为零任何瞬间相加均为零星形接法星形接法ACB NZZZ三角形接法三角形接法ACBZZZ负载也有两种接法负载也有两种接法:3.2 三相负载的连接三相负载的连接相电流相电流(负载上的电流负载上的电流)：CNBNANIII 、线电流线电流(火线上的电流火线上的电流)：CBAIII 、一、负载星形连接的三相电路一、负载星形连接的三相电路AiCiBiANiCNiBNilpII CNCBNBANAIIIIIIACBNZZZNiAiCiBiANiCN

7、iBNi相电流相电流=线电流线电流1 1）CNBNANNIIIINI:中线电流中线电流1 1、星形接法特点、星形接法特点2）线电压线电压=相电压相电压 3,领先于相电压领先于相电压30。BNUANUCNUABUBCUCAUACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCU30 330 3CNCABNBCUUUU303ANABUU解题思路：解题思路：一般线电压一般线电压 为已知，然后根据电压和负载求为已知，然后根据电压和负载求电流。电流。luzuiippllupu2 2、负载星形接法时的一般计算方法、负载星形接法时的一般计算方法AIBICIZZZZCBA 如：如：AANANIZUI则：则：240

8、120ANCCNANBBNIIIIII据此可直接得出另两相电流：据此可直接得出另两相电流：0CBAOIIII（中线电流为（中线电流为0）CNUANUBNU1）负载对称时，只需计算一相。）负载对称时，只需计算一相。已知：已知：三相负载三相负载 R、L、C 以及以及 三相线电压：三相线电压：120 120 0lCAlBClABUUUUUU求：各相、各线及中线电流求：各相、各线及中线电流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI例如：例如：2 2）负载不对称时，各相单独计算。）负载不对称时，各相单独计算。解：解：1）CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI120 120 0

9、lCAlBClABUUUUUU903130 311503130 31303130 31lCACNlBCBNlABANUUUUUUUUU相相电电压压线线电电压压2 2）相电流：）相电流：CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI30RURUIPANAN18011901CUCjUCjUIPPCNCN240150LULjULjUIPPBNBNlpUU31令：令：CAUABUBCU3）中线电流）中线电流CBANIIIINICNUANUBNUBNICNIANI4）各电流相量关系）各电流相量关系18024030CPCNLPBNPANXUIXUIRUI0CBANIIII)(ZZZZCBA负载对称

10、时负载对称时问题及讨论问题及讨论零线是否可零线是否可以取消？以取消？答：三相完全对称时，零线可以取消。称为三相答：三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制。三线制。ceACBZZZCeBeAeACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼N 正确接法：正确接法：每层楼的灯相互并每层楼的灯相互并联，然后分别接至联，然后分别接至各相电压上。设电各相电压上。设电源电压为：源电压为：V220380PlUU则每盏灯上都可则每盏灯上都可得到额定的工作电压得到额定的工作电压220V220V。二、应用实例二、应用实例-照明电路照明电路照明电路的一般画法照明电路的一般画法零线上不能加零线上不能加刀闸和保险刀闸

11、和保险ABCN.一一层层二二层层三三层层讨论讨论照明电路能否采用三相三线制供电方式？照明电路能否采用三相三线制供电方式？不加零线不加零线会不会出会不会出现问题现问题?设线电压为设线电压为380V。A相断开后，相断开后，B、C 两相两相串联，电压串联，电压UBC（380V）加在加在B、C负载上。如果负载上。如果两相负载对称，则每相负两相负载对称，则每相负载上的电压为载上的电压为190V。问题问题1 1：若一楼全部断开，二、三楼仍然接通若一楼全部断开，二、三楼仍然接通,情况如何情况如何?ACB.一层楼一层楼二层楼二层楼三层楼三层楼分析：分析：结果二、三楼电灯全部变暗，不能正常工作。结果二、三楼电灯

12、全部变暗，不能正常工作。问题问题2：若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的（设二楼灯的数量为三层的1/4）结果如何？）结果如何？结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被结果：二楼灯泡上的电压超过额定电压，灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。烧毁；三楼的灯不亮。ACBR2R3V 76380513RUV 304380542RU分析分析二层楼二层楼三层楼三层楼 负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，

13、有的达不到额定电压，都不能正常工作。达不到额定电压，都不能正常工作。比如，比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三线制供电，而且必须保证零所以绝对不能采用三相三线制供电，而且必须保证零线可靠。线可靠。中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。不允许接保险丝也不允许接刀闸。关于零线的结论关于零线的结论 例题例题1 星形联结对称负载电路，已知：每相的电星形联结对称负载电路，已知

14、：每相的电阻阻R=6，感抗，感抗XL=8，设，设u12=537sin(t+300)V，求，求电流，并画出电压、电流的相量图。电流，并画出电压、电流的相量图。解：解：Ulm=537VUl=380V，UP=220V，up比ul滞后300VU0102200531086jjXRZLAAZUI00011532253100220Ati)53sin(22201AtAti)173sin(222)12053sin(2220002AtAti)67sin(222)12053sin(2220003 例题例题2 如图所示，已知相电压如图所示，已知相电压Up=220V，每相负，每相负载分别为载分别为R1=5，R2=10，

15、R3=20，试求：，试求：（1 1）电路正常时，负载相电压、电流及中线电流）电路正常时，负载相电压、电流及中线电流 ；（2）L1相电路短路熔断器被熔断时，求负载电压。相电路短路熔断器被熔断时，求负载电压。解：（解：（1）电路正常时，设）电路正常时，设VU010220VU02120220VU03120220则则ARUI440445022000111AjRUI1.1911120221012022000222AjRUI53.95.5120112012022000333)53.95.5()1.1911(44321jjIIIINAj0191.2957.95.27 （2）L1相电路短路时，相电路短路时，其

16、短路电流很大，熔断器其短路电流很大，熔断器被烧断。被烧断。由于中线的存在，由于中线的存在，L2、L3两相未受影响，其负载两相未受影响，其负载两端的电压仍为两端的电压仍为220V。所。所以，中线绝对不允许按装以，中线绝对不允许按装熔断器。熔断器。ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACB plUU1、特点：、特点：三、负载三角形连接的三相电路负载三角形连接的三相电路线电压线电压=相电压相电压BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZ ZABABZ ZBCBCZ ZCACACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI相电流相电流BCCACABBCBCAABAII

17、IIIIIII线电流线电流2、各电流的计算、各电流的计算2）负载对称时（）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z），各相电流有效值相），各相电流有效值相等，等，相位互差相位互差120 。有效值为：。有效值为：ZUIIIIlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCA1 1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。CAABAIII303ABAIICAUABUBCUBICIABICAIBCI303303CACBCBIIII同理：同理：0lABUU设：负载为阻性的，阻抗角为设：负载为阻性的，阻抗角为 0

18、。负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系负载对称时，三角形接法线、相电流的相位关系CAIAIABCABICAIAIBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACB plUU 303plII注意电路注意电路中规定的中规定的正方向正方向3、负载对称时三角形接法的特点、负载对称时三角形接法的特点【例题】例题】在负载星形联结电路中，已知：在负载星形联结电路中，已知：U1=380V，Z1=100，Z2=j100，Z3=-j100，求各相电流。，求各相电流。解：解：U U1 1=380V=380V，则，则U UP P=220V=220V设：设：VU02201则则VU1202202VU120220

19、3各相电流为：各相电流为：AZUI02.21000220111AjZUI2102.2100120220222AjZUI2102.2100120220333AIIIINN1806.1321【例题】例题】在如图所示的负载不对称电路中，已知：在如图所示的负载不对称电路中，已知：U1=380V，Z12=100，Z23=j100，Z31=-j100，求，求各相电流。各相电流。解：设解：设VU023120380VU0120380VU031120380AjjZUI)9.129.3(2108.310012038000313131AZUI8.308.3100038000121212AjjZUI)9.129.3(

20、2108.310012038000232323AAjjIII031121153.7)9.109.7()9.129.3(8.3AAjjIII012232153.7)9.109.7(8.3)9.129.3(AAjjjIII023313908.38.3)9.129.3()9.129.3(【例题】【例题】如图所示，负载为如图所示，负载为对称负载，已知每相的电阻对称负载，已知每相的电阻R=60，感抗，感抗XL=80，设，设u12=537sint V,求电流求电流解：解：，VUlm537VUUPl38013.5310080600jZAjAZUIAB)04.328.2(13.538.313.53100038

21、00001212AjZUIAB)455.077.3(13.1738.312013.538.30002323AjZUIAB)49.349.1(87.668.312013.538.30003131线电流分别为线电流分别为AjIII0311218338.353.679.0AAIII00001223215738.320338.31208338.3AIII000233133738.31208338.3 负载对称时：负载对称时：cos3ppIUP CBAPPPP三相总有功功率：三相总有功功率：由负载由负载性质决定性质决定 3plplIIUU星形接法时：星形接法时：3 plplIIUU三角形接法时：三角形接

22、法时：cos3llIUP 3.3 3.3 三相电路的功三相电路的功率率三相电路的功率三相电路的功率llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：有功功率：无功功率：无功功率：视在功率：视在功率：在三相负载对称的条件下：在三相负载对称的条件下：这表明，在两种连接情况下，其功率均有相同的表这表明，在两种连接情况下，其功率均有相同的表达形式达形式 但绝不是说，在电源线电压不但绝不是说，在电源线电压不变的情况下，负载由变的情况下，负载由Y连接变为连接变为连接时，连接时，二者所消耗二者所消耗的有功功率相等的有功功率相等。cos3llIUP 假设电源的线电压为假设电源的线电压为 lUY：PYl

23、UU3PYlYII：PYlPUUU3lYPYPYPPlIIZUZUII333333cos33cos3lYlllIUIUPYlYlYPIU3cos33 即：在电源线电压不变的条件下，负载由即：在电源线电压不变的条件下，负载由Y 时，有功功时，有功功率变为率变为Y连接时的连接时的3倍倍，即，即 。而当负载由。而当负载由 Y时，有时，有功功率变为功功率变为连接时的连接时的1/3。即。即 YPP33 PPY说明如下：例题5 某三相电炉的三个电阻都是20，求在380V的线电压上，把它们接成Y形和形时的功率各为多少？1cos解：（解：（1）接成）接成形形 VUUlP380ARUIPP1920380AIIP

24、l1933WIUPll19380319338033（2）接成）接成Y形形 VUUlP33803ARUIIPlP1933203380WIUPllY19380193338033故：故：接成接成形时的功率是接成形时的功率是接成Y形时的功率的形时的功率的3倍倍。例题例题6 在线电压为在线电压为380V的三相电源上接有两组对的三相电源上接有两组对称三相负载（如图所示）。一组是星形连接的电阻性称三相负载（如图所示）。一组是星形连接的电阻性负载，每相电阻阻值为负载，每相电阻阻值为RY=10；另一组为三角形连；另一组为三角形连接的电感性负载，每相阻抗为接的电感性负载，每相阻抗为Z=20 300，求：各，求：各

25、组负载的相电流、线电流、三相有功功率。组负载的相电流、线电流、三相有功功率。解：设线电压为解：设线电压为VU0120380则相电压为则相电压为VU0130220（1）星形连接的负载，其）星形连接的负载，其相电流即为线电流相电流即为线电流ARUIYY001130221030220AIY0215022AIY039022（2）三角形连接的负载，其相电流为）三角形连接的负载，其相电流为AZUI0001212301930200380AI02315019AI0319019三角形连接的负载，其线电流为三角形连接的负载，其线电流为AIII00031121609.32)9019()3019(AI021809.3

26、2AI03609.32（3）三相电路的有功功率）三相电路的有功功率011211230cos9.323803)cos(3cos31212IUIUIUP01121120cos9.323803)cos(3cos311YIUYYYYIUIUP三相三线制三相三线制三相四线制三相四线制AAeCeBeCBNAeCeBeACBAeCeBeACB三相电源一三相电源一般都是对称般都是对称的，而且多的，而且多用三相四线用三相四线制接法。制接法。三相交流电路的小结（三相交流电路的小结（1 1）-三相电源三相电源星形负载星形负载三角形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ三相交流电路的小结三相交流电路的小结(2)-(

27、2)-三相负载三相负载负载负载 形接法形接法PlPlUUII303对称负载下：对称负载下：各相电压、电流单独计算。各相电压、电流单独计算。负载不对称时：负载不对称时：负载对称时：负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。电压对称、电流对称，只需计算一相。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。求电表读数时，可只算有效值，不算相位。三相电路的计算要特别注意相位问题三相电路的计算要特别注意相位问题。负载负载Y形接法形接法303PlPlUUII电源对称时：电源对称时：三相交流电路的小结三相交流电路的小结(3)-(3)-三相电路计算三相电路计算CBAPPPP三相总功率：三相总功率：负载对称时：负载对称时：cos3ppIUP cos3llIUP 和接法和接法无关无关三相交流电路的小结三相交流电路的小结(4)-(4)-三相功率计算三相功率计算