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《電工電子技術(shù)Ⅰ》第5章三相電路.ppt

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《電工電子技術(shù)Ⅰ》第5章三相電路.ppt

1,第5章 三相電路,5.2 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路,5.1 三相電壓,5.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路,5.4 三相功率,小結(jié),2,5.1 三相電壓,5.1.1 三相電動勢的產(chǎn)生,在兩磁極中間,放一個(gè)線圈。,根據(jù)右手定則可知,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其方向由AX,合理設(shè)計(jì)磁極形狀,使磁通按正弦規(guī)律分布,線圈兩端便可得到單相交流電動勢。,1、單相交流電動勢的產(chǎn)生,3,2、三相交流電動勢的產(chǎn)生,定子中放三個(gè)線圈:,首端,末端,三線圈空間位置各差120o,轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋轉(zhuǎn)。三個(gè)線圈中便產(chǎn)生三個(gè)以正弦規(guī)律變化的交流電動勢。,4,三相電動勢,5.1.2 三相電源的表示法,1.瞬時(shí)值表達(dá)式,2.波形圖,6,3.相量圖,4.相量式,7,5.三相電源的特征,(1) 對稱。 大小相等,頻率相同,相位互差120,(2) 相序。U1V1W1,(3) 對稱正弦量的瞬時(shí)值和與相量和為0。,e1 +e2 +e3 =0,8,(中線),(火線),(火線),(火線),三相四線 制供電,火線(相線):,中線(零線):N,5.1.3 三相電源的連接,星形接法,9,1、相電壓:火線對中線間的電壓。,10,2、線電壓:兩火線間的電壓。,11,3.相、線電壓 間的關(guān)系,12,UP:相電壓,在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,多數(shù)用戶的電壓等級為,線電壓超前于相應(yīng)的相電壓30o,Ul:線電壓,結(jié)論,(U1 、 U2 、 U3),(U12 、 U23 、 U31),三相四線制,三相三線制,星形連接、引出中線,為負(fù)載提供兩種電壓:相電壓和線電壓,星形連接、不引出中線,為負(fù)載提供一種電壓:線電壓,14,5.2 負(fù)載星形連接的三相電路,三相對稱負(fù)載:,接在三相電源上的每一相負(fù)載的阻抗值與阻抗角都相等。,相電流(IP):,流過每一相負(fù)載的電流,線電流(IL) :,流過每一根火線的電流,對稱負(fù)載,例:Z1=10、Z2=j10、Z3=-j10 是否為對稱負(fù)載?,不是,15,三相四線,相電流IP(負(fù)載上的電流):,線電流IL(火線上的電流):,1. 連接,三相四線制,16,2.特點(diǎn),17,uL,3.計(jì)算,18,(1)若為對稱負(fù)載:,計(jì)算時(shí),只需計(jì)算一相,推出另外兩相即可。,且,各相、線電流大小相等,相互之間的相位差為1200,(2)負(fù)載不對稱時(shí),各相單獨(dú)計(jì)算。,19,已知: 三相負(fù)載 R、L、C 以及 三相線電壓:,求:各相、各線及中線電流,20,相 電 壓,21,相電流:,中線電流,22,三相三線,負(fù)載對稱時(shí),三相完全對稱時(shí),零線可以取消!,三相三線制,23,1)負(fù)載對稱時(shí),三相三線制各電壓對稱,2)若負(fù)載不對稱時(shí),不能采用三相三線制!因?yàn)?此時(shí)各相負(fù)載上的電壓將會出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象, 負(fù)載不能正常工作。,3)因負(fù)載不對稱時(shí),不能采用三相三 線制!所以,中線上不能安裝開關(guān) 和保險(xiǎn)絲。,三相三線制供電時(shí)各相電流的計(jì)算方法同上。,24,照明負(fù)載星形如圖所示接于線電壓為380V的三相電源上。燈泡的額定電壓為220V 。,求:(1)若一樓全部斷開,二、三樓仍然接通 ,分析中線 斷開前后的情況如何?,(2)若一樓斷開,二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量 不等(設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的/4 )中線斷開前后 結(jié)果如何?,(3)根據(jù)以上分析,照明電路能否采用三相三線制供電 方式?,25,若中線斷開,L1相斷開后, L2 、 L3 兩相串聯(lián),線電壓U23(380V)加在L2 、L3負(fù)載上。如果兩相負(fù)載對稱,則每相負(fù)載上的電壓為190V。低于燈泡的額定電壓。,(1)若一樓全部斷開,二、三樓仍然接通。,若中線尚未斷開,則二、三樓工作狀態(tài)不變。照明不受影響。,結(jié)果為二、三樓電燈全部變暗,不能正常工作。,解:,26,(2)若一樓斷開,二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量不等(設(shè) 二樓燈的數(shù)量為三層的1/4 )時(shí),結(jié)果為二樓燈泡上的電壓超過額定電壓, 燈泡被燒毀;三樓的燈不亮。,若中線尚未斷開,則二、三樓工作狀態(tài)不變。照明不受影響。,若中線斷開,則,27,(3)根據(jù)以上分析,照明電路不能采用三相三線制供電方 式。且中線上不能接開關(guān)和保險(xiǎn)絲。,中線的作用在于,使星形連接的不對稱負(fù)載得到相等的相電壓。因?yàn)樨?fù)載不對稱而又沒有中線時(shí),負(fù)載上可能得到大小不等的電壓,有的超過用電設(shè)備的額定電壓,有的達(dá)不到額定電壓,都不能正常工作。比如,照明電路中各相負(fù)載不能保證完全對稱,所以絕對不能采用三相三相制供電,而且必須保證零線可靠。,28,解:(1),29,(2)A相短路,A相電流很大, A相熔斷器燒毀,B、C兩相 不受影響,電流電壓不變。,(3)A相短路,中線斷開,A,B、C相承受線電壓,(4)A相斷開,B、C相不受影響,(5)A相斷開、中線斷開,30,線電壓=相電壓,5.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路,1. 接法,相電流IP(負(fù)載上的電流):,線電流IL (火線上的電流):,31,相電流,線電流,2. 計(jì)算,32,(2)負(fù)載對稱時(shí)(Z12=Z23=Z31=Z ),各相電流有 效值相等,相位互差120 。有效值為:,(1)負(fù)載不對稱時(shí),先算出各相電流,然后計(jì)算線電流。,33,同理:,設(shè):負(fù)載為阻性的,阻抗角為 0 。,負(fù)載對稱時(shí),三角形接法線、相電流的相位關(guān)系,34,三角形接法的對稱負(fù)載,結(jié)論,35,對稱負(fù)載的每相阻抗Z=30+j40,電源線電壓為380v,求:下列各種情況下的相、線電流。(1)正常情況(2)AB相短路(3)AB相斷開(4)A火線斷開,解: (1),36,(2)AB相短路,AB火線有短路電流,若AB火線熔斷,則均無電流,(3)AB相斷路,該相電流為零,其他兩相不受影響。,(4)A線斷路,BC相不受影響,AB、CA兩相負(fù)載串聯(lián)接在B、C火線間,U、I均小于額定值。,照明負(fù)載不能采用三角形接法。,37,負(fù)載對稱時(shí):,5.4 三相電路的功率,三相總有功功率:,星形接法時(shí):,三角形接法時(shí):,三相功率的計(jì)算,38,同理,可得,在三相負(fù)載對稱的條件下,三相電路總功率的計(jì)算與接法無關(guān).,39,單相功率的測量 - 電動式瓦特計(jì),在交流電路中,其中, j為 i , u 間的夾角。,指針偏 轉(zhuǎn)角度,功率的測量*,三相功率的測量,40,P=3P1,一表法適用于三相四線制接法的對稱負(fù)載。,三相功率的測量,1. 一表法:(用一個(gè)功率表測量),P1,相電流,電壓線圈,電流線圈,41,2. 三表法:(用三個(gè)功率表測量),P=P1 + P2 + P3,P1,P2,P3,三表法適用于三相四線制接法的不對稱負(fù)載。,電壓線圈,電流線圈,42,3. 兩表法:(用兩個(gè)功率表測量),P=P1 + P2,兩表法適用于三相三線制接法的負(fù)載。,P1,P2,電壓線圈,電流線圈,43,兩表法測量功率的原理證明:,三相總功率等于兩表測得數(shù)據(jù)之和。每單個(gè)功率表的讀數(shù)沒有意義。,44,線電壓Ul=380v的三相電源上接有兩組對稱三相負(fù)載,一組是三角形連接的感性負(fù)載,每組阻抗 ,另一組是星形連接的電阻性負(fù)載,每相電阻R=10,如圖所示,求:(1)每相負(fù)載的相電流(2)電路線電流(3)三相有功功率,解:,對稱負(fù)載,(1)形:,45,Y形:,(2),(3),46,小結(jié)提綱,一、星形連接的三相電源:,二、星形連接的三相負(fù)載:,三、三角形連接的三相負(fù)載:,四、三相功率:,相電壓、線電壓的表示、大小、相位關(guān)系、特點(diǎn),三相四線制:相、線電壓、電流的大小、相位關(guān)系、計(jì)算,三相三線制:相、線電壓、電流的大小、相位關(guān)系、計(jì)算,相、線電壓、電流的大小、相位關(guān)系、計(jì)算方法,計(jì)算、測量,(對稱負(fù)載),(對稱負(fù)載),

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