单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章,三相电源及其负载和功率,3.1,三相电源,3.2,三相负载,3.3,三相电路的功率,目 录,1.,三相电动势的产生,N,S,A,X,e,在两磁极中间，放一个线圈,，,让线圈以,的角速度顺时针旋转，线圈中产生感应电动势。,3.1,三相电源,返回,三相交流发电机的原理图,定子,转子,定子,中放三个线圈：,A,X,B,Y,C,Z,首端,末端,三线圈空间位置,各差,120,o,转子,装有磁极并以,的角速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势,。,A,X,C,B,Z,Y,S,N,+,_,三相交流发电机,产生三相电动势,返回,三相电动势：,0,e,60,o,波形：,返回,相量表示法,:,E,A,=,E,m,0,0,E,B,=E,m,-120,0,E,C,=E,m,+120,0,相量图,:,E,A,E,B,120,0,E,C,120,0,120,0,三相电源,:,产生对称的三相电动势的电源。,三相电动势的相量关系：,三相电动势的特征：,幅值相等，频率相同，相位互差,120,相序,:,三相电动势由超前相到滞后相的顺序。,返回,2、三相电源的星形联结三个末端连在一起,三相四线制:L1 L2 L3 火线加N 零线,三相三线制,:,L,1,L,2,L,3,（火线）,无,N,（零线）,相电压每相始端与末端Up:U1、U2、U3,线电压任意两始端间UL:U12 、U23、U31,+,U,1,_,_,U,2,+,_,U,3,+,+,U,12,_,+,U,23,_,_,U,31,+,+,E,1,_,+,_,E,2,E,3,+,_,L,1,N,L,2,L,3,N,可提供两种电压,:,返回,1相电压与线电压的关系,U,12,=U,1,-U,2,=U,1,+,(,-U,2,),U,31,=U,3,-U,1,U,23,=U,2,-U,3,相量图：,+,U,1,_,_,U,2,+,_,U,3,+,+,U,12,_,+,U,23,_,_,U,31,+,+,E,1,_,+,_,E,2,E,3,+,_,L,1,N,L,2,L,3,N,U,1,U,2,U,3,U,31,30,0,U,12,-,U,2,U,23,=U,2,+,(,-U,3,),=U,3,+,(,-U,1,),根据基尔霍夫电压定律：,返回,1,、相电压对称,:,U,p,=U,1,=U,2,=U,3,线电压也对称,:,U,L,=U,12,=U,23,=U,31,结论,:,2,、,U,12,=,3 U,1,(,大小关系,),U,12,超前,U,1,30,0,(,相位关系,),推出一般结论,:,U,L,=3,U,p,U,L,超前于与之对应的,U,p,30,0,U,1,U,2,U,3,U,31,30,0,U,12,-,U,2,U,23,在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为：,返回,2相电流与线电流的关系,根据基尔霍夫电流定律,:,I,L1,=I,1,I,L2,=I,2,I,L3,=I,3,相电流和线电流都是对称的,I,p,=I,l,并且相位相同,+,U,1,_,_,U,2,+,_,U,3,+,+,U,12,_,+,U,23,_,_,U,31,+,+,E,1,_,+,_,E,2,E,3,+,_,L,1,N,L,2,L,3,N,I,L3,I,L2,I,L1,I,N,I,2,I,1,I,3,结论：,返回,3,、三相电源的三角形联结,注意,:,这种接法只有三相三线制,L,1,L,2,L,3,1,3,2,+,U,12,=,U,1,_,+,U,23,=,U,2,_,_,U,31,=,U,3,+,I,L1,I,L2,I,L3,I,1,I,2,I,3,返回,将三相电源中每相绕组的,首端,依次与另一相绕组的,末端,连接，形成闭合回路。,1相电压与线电压的关系,有,:,U,12,=U,1,U,23,=U,2,U,31,=U,3,结论,:,1,、相电压和线电压都对称,2,、,U,p,=U,L,且相位相同,L,1,L,2,L,3,1,3,2,+,U,12,=U,1,_,+,U,23,=U,2,_,_,U,31,=U,3,+,返回,2相电流与线电流的关系,根据基尔霍夫电流定律,:,I,L1,=I,1,-I,3,I,L3,=I,3,-I,2,I,L2,=I,2,-I,1,I,1,I,2,I,L2,I,L1,-,I,3,I,3,I,L3,相量图,:,_,U,31,=U,3,+,L,1,L,2,L,3,1,3,2,+,U,12,=U,1,_,+,U,23,=U,2,_,I,L1,I,L2,I,L3,I,1,I,2,I,3,=I,1,+(-I,3,),=I,2,+(-I,1,),=I,3,+(-I,2,),返回,结论,:,I,L,=,3 I,P,I,L,滞后于与之对应的,I,P,30,0,相电流和线电流对称,注意,:,一般所说的三相电源电压、三相电源电流是指,线电压,、,线电流,。,I,1,I,2,I,L2,I,L1,-,I,3,I,3,I,L3,相量图,:,返回,思考题,1,(1)星形联接的对称三相电源，假设相电压,那么 和 是多少？,返回,(2),三角形联结的对称三相电源，空载运行时，三相电动势会不会在三相绕组所构成的闭合回路中产生电流？,答：不会。因对称三相电动势的大小相等，相位互差,120,，因此向量和为,0,，故不会在回路中产生电流。,答,:,3.2,三相负载,三相负载分为两种,:,对称负载,:,接在三相电源上，三相阻抗相等,不对称负载,:,只需由单相电源供电，三相阻抗不等,三相负载的连接方式有两种,:,星形连接,三角形连接,由,三相电源,供电的负载称为,三相负载,。,返回,每相负载首末端之间的电压,负载从供电线上取用的电流,每相负载中流过的电流,两相负载两始端之间的电压,无论采用哪种连接方法，都存在：,相电压：,线电压：,相电流：,线电流：,返回,+,U,12,_,+,U,23,_,_,U,31,+,Z,3,Z,2,Z,1,L,1,L,2,L,3,N,+,U,1,_,_,+,U,2,+,_,U,3,I,1,I,3,I,2,I,L1,I,N,I,L2,I,L3,注：,三相负载为三相四线制时星形连接,1,、三相负载的星形联结,返回,(1),线电压与相电压的关系,U,12,=U,1,-U,2,U,31,=U,3,-U,1,U,23,=U,2,-U,3,根据基尔霍夫电压定律,:,假设电源电压对称,负载的线电压和相电压是对称的,+,U,12,_,+,U,23,_,_,U,31,+,Z,3,Z,2,Z,1,L,1,L,2,L,3,N,+,U,1,_,_,+,U,2,+,_,U,3,I,1,I,3,I,2,I,L1,I,N,I,L2,I,L3,返回,3,、,当负载对称时,:,Z,1,=Z,2,=Z,3,1,、负载的线电压和相电压都对称,相量图,:,U,1,U,2,U,3,U,31,30,0,U,12,-,U,2,U,23,U,12,=U,1,-U,2,=U,1,+,(,-U,2,),U,23,=U,2,-U,3,=U,2,+,(,-U,3,),U,31,=U,3,-U,1,=U,3,+,(,-U,1,),结论,:,4,、三相对称电源,+,三相对称负载,=,三相对称电路,U,l,=3 U,p,U,l,超前于与之对应的,U,p,30,0,2,、,返回,(2),相电流与线电流的关系,U,3,=,Z,3,U,2,=,Z,2,U,1,=,Z,1,I,L1,=I,1,I,L2,=I,2,I,L3,=I,3,I,N,=I,1,+I,2,+I,3,+,U,12,_,+,U,23,_,_,U,31,+,Z,3,Z,2,Z,1,L,1,L,2,L,3,N,+,U,1,_,_,+,U,2,+,_,U,3,I,1,I,3,I,2,I,L1,I,N,I,L2,I,L3,根据基尔霍夫电流定律,:,假设电源电流对称,负载的线电流和相电流也是对称的,返回,结论,:,I,p,=I,L,I,p,=I,L,相位相同,讨论,:,一般中线零线可不要,必需有中线零线,1.,负载对称时,=0,I,N,=I,1,+I,2,+I,3,2.,负载不对称时,0,I,N,=I,1,+I,2,+I,3,假设负载对称,相电流和线电流就对称,返回,2,、三相负载的三角形联结,这种连接方法只能是三相三线制,Z,1,Z,3,Z,2,L,1,L,2,L,3,I,L,1,I,L2,I,L3,I,1,I,2,I,3,+,U,1,_,U,12,=,+,U,2,_,U,23,=,_,U,3,+,=,U,31,返回,(1),相电压与线电压的关系,结论：,相电压对称、线电压也对称,.,U,p,=U,L,U,12,=U,1,U,23,=U,2,U,31,=U,3,有：,Z,1,Z,3,Z,2,L,1,L,2,L,3,I,L,1,I,L2,I,L3,I,1,I,2,I,3,+,U,1,_,U,12,=,+,U,2,_,U,23,=,_,U,3,+,=,U,31,返回,(2),相电流与线电流的关系,根据基尔霍夫电流定律,:,I,L3,=I,3,-I,2,I,L2,=I,2,-I,1,I,L1,=I,1,-I,3,Z,1,Z,3,Z,2,L,1,L,2,L,3,I,L,1,I,L2,I,L3,I,1,I,2,I,3,I,1,I,2,I,L2,-,I,3,I,3,I,L3,相量图,:,I,L1,=I,1,+(-I,3,),=I,2,+(-I,3,),=I,3,+(-I,2,),返回,假设负载对称,相电流和线电流对称,假设负载不对称,由于电源电压对称,故负载的相电压对称,但相电流和线电流不对称。,结论：,I,L,滞后于与之对应的,I,P,30,0,I,L,=,3 I,P,I,1,I,2,I,L2,-,I,3,I,3,I,L3,相量图,:,I,L1,返回,三相负载采取那种联结方式 取决于电源电压和负载的额定电压,原那么上应使负载的实际工作相电压等于额定相电压。,如:某三相异步电动机,三相绕组的额定电压是220V,假设电源电压分别为380V和220V,应采取那种联结方式?,答,:,电源电压为,380V:Y,接,电源电压为,220V:,接,说明：,假设为单相多台负载，应尽量均匀地分布在三相上。,返回,思考题,2,1,、三相负载对称是指下述三种情况中的哪一种：,(1),(2),(3),2,、在对称三相电路中，下述两式是否正确：,(1)(2),返回,3.3,三相,电路的功率,返回,思考题,3,(1),、一般情况下，,S=S,1,+S,2,+S,3,是否成立？,返回,答：一般不成立。,思考题,3,(2),、同一三相负载采用三角形联结，接于线电压为,220V,的三相电源上，以及采用星形联结，接在线电压为,380V,的三相电源上，试求这两种情况下三相负载的相电流、线电流和有功功率的比值。,答：,返回,(3),同一三相负载，采用三角形联结和星形联结接于线电压相同的三相电源上，试求这两种情况下负载的相电流、线电流和有功功率的比值。,思考题,3,答：,返回,(4)有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路，电源相电压为220V，负载每相阻抗模为10，试求负载的相电流和线电流，电源的相电流和线电流。,思考题,3,返回,答：电源线电压：,负载线电压：,负载相电压：,负载相电流：,负载线电流：,电源线电流：,电源相电流：,思考题,3,(5)有一电源为三角形联结，而负载为星形联结的对称三相电路，电源相电压为220V，每相负载的阻抗模为10，求负载和电源的相电流和线电流。,答：电源线电压：,负载线电压：,负载相电压：,负载相电流：,负载线电流：,电源线电流：,电源相电流：,返回,三相交流电路的小结,-,三相电源,三相三线制,三相四线制,A,C,B,N,A,C,B,三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。,返回,三相交流电路的小结,-,三相负载,星形负载,三角形负载,A,C,B,N,Z,Z,Z,A,C,B,Z,Z,Z,返回,三相交流电路的小结,-