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1、第4章 三相交流电路,4.1 三相电路,4.2 对称三相电路的计算,4.3 不对称三相电路的计算,4.4 三相电路的功率,第4章目录,目前在动力方面所用的交流电大多采用三相制。对称三相电路的总瞬时功率恒定，因而，三相用电器能产生恒定的转矩。,1、三相发电机的原理,一、三相制和三相电源,ax，by，cz是完全相同，相隔120 的定子绕组。当转子以均速旋转时，在三个定子线圈中感应出随时间按正弦规律变化的电压，相互间彼此相位互差120。波形如b图所示。,可见上述三个电压，同幅值、同频率、相位互差120。,三个电压达最大值的先后次序叫相序，图示为a b c,二.三相电源的连接,1.Y连接,+,-,+,
2、+,-,-,N,A,B,C,(1)相电压Uph,相线对中点之间的电压,(2)线电压Ul,任意两相线之间的电压,(3)相电压与线电压之间的关系,相线,相线,中性线,第4章 4.1,+,-,+,-,-,N,A,B,C,三相电源的Y连接,结论:,(1)线电压也对称;,(2),(3)线电压超前先行相相电压30度.,第4章 4.1,2.三角形连接,(1)相电压与线电压相等;,(2)内部无环流.,若有一相接反,第4章 4.1,三.三相负载的连接,1.Y连接,注意:中线不能接到开关与保险丝,A,B,C,N,不对称负载,三相四线制电路,第4章 4.1,1.Y连接,(1)相电流Iph,流经每相负载的电流,(2)
3、线电流Il,流经相线的电流,(3)相电流与线电流之间的关系,第4章 4.1,2.三角形连接,结论:,(1)线电流也对称;,(2),(3)线电流落后先行相 相电流30度.,第4章 4.1,4.2 对称三相电路的计算,对称三相电路的充要条件,(1)电源电压对称;,(2)负载复数阻抗相等;,(3)三根端线上的线路阻抗相等.,一.对称三相四线制的Y-Y系统,二.对称三相三线制系统,三.较复杂的情况,第4章 4.2,一.对称三相四线制的Y-Y系统,第4章 4.2,+,-,+,+,-,-,N,A,B,C,A,N,B,C,负载端的相电压,线电压,第4章 4.2,归为一相的计算方法,+,-,-,N,A,A,N
4、,选A相作为参考相:,注意:,中线阻抗不要记入.,第4章 4.2,二.对称三相三线制系统向三角形负载供电,1.将原电路化成Y-Y系统,第4章 4.2,2.绘出一相电路,第4章 4.2,3.计算线电流,4.原电流中的相电流,第4章 4.2,第4章 4.2,根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：,解：,第4章 4.2,由此可以画出相量图：,第4章 4.2,三.较复杂的情况,A,B,C,A1,B1,A2,A3,B2,B3,第4章 4.2,+,-,-,N,A,A2,N1,A1,归为一相的方法:,第4章 4.2,小结:,(1)将电源等效为Y型连接相电压;,(2)将三角型负载化为等效Y型负载;,(3)将
5、负载,电源的各中点,用无阻导线相接;,(4)绘出一相的电路图,计算其各电压,电流;,(5)推算其他两相的电量;,(6)求变换之前电路中的电量.,第4章 4.2,4.3 不对称三相电路的概念,对称三相电路的充要条件之一,不满足,(1)电源电压对称;,(2)负载复数阻抗相等;,(3)三根端线上的线路阻抗相等.,第4章 4.3,C,1.开关打开时的情况,第4章 4.3,2.开关闭合时的情况,中线的作用:,强迫N,N的电位为0.,第4章 4.3,相序指示器,结论:若电容器所在的那一相为A相,则灯泡较亮的 那一相为其后续相.即B相.,第4章 4.3,例,如图电路中，电源三相对称。当开关S闭合时，电流表的
6、读数均为5A。,求：开关S打开后各电流表的读数。,解：,开关S打开后，A2表中的电流与负载对称时的电流相同。而A1、A3中的电流相当于负载对称时的相电流。,电流表A2的读数=5A,电流表A1、A3的读数=,第4章 4.3,A,B,C,N,ZA,ZB,ZC,例：在有中性线和无中性线两种情况下，分析A相负载发生短路或断路时电路的工作情况。,（1）有中性线,A相负载发生短路,FU,仅A相熔断器熔断,B相、C相负载仍正常工作。,N,A,B,C,FU,FU,第4章 4.3,A,B,N,ZA,ZB,（2）无中性线,A相负载发生短路,FU,B相、C相负载承受电源线电压，IB、IC增大，,，FU不一定熔断，B
7、相、C相负载损坏。,N,A,B,C,ZC,C,FU,FU,第4章 4.3,A,B,N,ZA,ZB,（3）有中性线,A相断路,S,B相、C相负载正常工作。不受影响。,FU,N,A,B,FU,FU,第4章 4.3,（4）无中性线,A相断路,A,B,N,ZA,ZB,S,FU,N,A,B,FU,FU,第4章 4.3,从上面的例题可以看出:,(1)负载不对称而又没有中性线时,负载的相电压就不对称,有的相的电压高于负载的额定电压,有的低于负载的额定电压。这都是不允许的。三相负载的相电压必须对称。,(2)不对称负载星形联接时必须有中性线。中性线的作用就在于使星形联接的不对称负载的相电压对称。中性线(指干线)
8、内不应接入熔断器或闸刀开关,以保证中性线不断开.,第4章 4.3,4.4 三相电路的功率,一 有功功率,二 无功功率,三 复功率,第4章 4.4,四 瞬时功率,五 三相有功功率的测量-二瓦计法,对称,不对称Yor三角形负载,W1,W2,*,*,*,*,A,B,C,第4章 4.4,证明:设负载为Y不对称负载,对称,不对称Yor三角形负载,W1,W2,*,*,*,*,A,B,C,第4章 4.4,对称,不对称Yor三角形负载,W1,W2,*,*,*,二瓦计法,*,A,B,C,在对称的三相负载中,若负载的阻抗角为,则,第4章 4.4,例、图6中三相电源对称，UAB=300V，阻抗Z=10+j10（）。试求功率表及电流表的读数。并问功率表的读数有无意义？为什么？,第4章 4.4,
