河北科技大学电工第十二次课剖析

三相交流发电机的原理图定子转子定子中放三个线圈：AXBYCZ首端末端三线圈空间位置各差120o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。AXCBZY••S•N+_1.三相电动势的产生2.9.1三相电源2.对称三相电源的概念由三个等幅值、同频率、相位依次相差120º的交流电压源按一定方式连接而成。三个电源分别为A相、B相、C相。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。通常三相交流电的相序按A-B-C。（正序）120sin2120sin2sin2CBAtUutUutUuUmBuAuCu2.9.1三相电源定义:相序:120sin2120sin2sin2CBAtUutUutUu对称三相电源的瞬时值表达式UmBuAuCu2.对称三相电源的概念对称三相电源的波形图2.9.1三相电源表示方法:AUBUCU0CBAUUU1201200UUUUUUCBA0CBAuuu或对称三相电源的相量式2.对称三相电源的概念对称三相电源的相量图2.9.1三相电源表示方法:1)星形连接（Y接）AUAXYCBZNCUBU+++---中线（零线）相线（火线）相线（火线）相线（火线）若有中线引出时，称为三相四线制若无中线引出时：称为三相三线制3.对称三相电源的连接2.9.1三相电源三相星形电源（三相五线制）三相五线制标准导线颜色为：L1（A相）线黄色，L2（B相）线绿色，L3（C相）线红色，N线蓝色或黑色，PE线黄绿色。AUAXYCBZNCUBU+++---(1)线电压与相电压的概念、AU、BUCU相电压：线电压：、ABU、BCUCAUAUBUCUABUCAUBCUANBC1)星形连接（Y接）3.对称三相电源的连接2.9.1三相电源AUAXYCBZNCUBU+++---AUBUCUABUCAUBCUANBCBAABUUUCBBCUUUACCAUUU根据KVL定律：(2)线电压与相电压的关系三个相电压是对称电压用Up表示相电压的大小（有效值）用Ul表示相电压的大小（有效值）三个线电压也是对称电压1)星形连接（Y接）3.对称三相电源的连接2.9.1三相电源30°BUABUAUCUBU303AABUU由相量图可得:BAABUUUCBBCUUU,ACCAUUUAAABU23UUcos3021同理：303BBCUU303CCAUUBCUCAU。三相线电压也是对称的。且超前相应的相电压相电压线电压形联接时结论：电源30,3,YPlUU线电压与相电压的关系正确连接时，三角形回路中总电源ABC0UUU三角形回路中无电流CUZABXCYAUBU---+++*2）三角形连接（△接）3.对称三相电源的连接2.9.1三相电源相电压ABC,,UUU线电压ABBCCA,,UUUCUZABXCYAUBU---+++(2)线电压与相电压的关系ABABCBCAC,,UUUUUU(1)相电压和线电压则plUU（UP）（Ul）*2)三角形连接单相负载：只需一相电源供电.(照明、家电)负载三相负载：需三相电源同时供电.(三相电动机)2.9.2三相负载的连接三相负载(如由单相负载组成的三相负载)对称三相负载：ZA=ZB=ZC(三相电动机)不对称三相负载：ZA≠ZB≠ZC三相负载有Y和两种接法，至于采用哪种方法，要根据负载的额定电压和电源线电压确定，原则是：负载必须在额定电压工作。(1)示意图1.负载星形连接的三相电路Y:三相三线制Y0：三相四线制中线上不能加刀闸和保险AB电源C保险丝三相四线制380/220伏N额定相电压为220伏的单相负载额定线电压为380伏的三相负载FU(2)原理图电源中性点N负载中性点N´AIBICI线电流：流过端线的电流CBAIII、、有中线：三相四线制Y0相电流：流过每相负载的电流cbaIII、、CBANIIII中线电流：三相电源三相负载无中线：三相三线制YCBAIII0NIZBZCZAN'NAUBUCUaI+--+-+bIcI1.负载星形连接的三相电路(3)负载Y0连接三相电路的计算●负载端的线电压＝电源线电压●负载的相电压＝电源相电压负载Y0联接时，应每相单独来计算。●线电流＝相电流CBANIIII●中线电流AAaAZUIIBBbBZUIICCcCZUIIbINIZBZCZAN'NAUBUCUaI+--+-+cIAIBICI1.负载星形连接的三相电路★对称负载Y0连接三相电路的计算0CBANIIII中线电流ZZZZCBA对称负载：负载对称时,中线无电流,可省掉中线。AAUIZZUIBBZUICCZUIAA120/IIAB120/IIAC负载对称时，只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。bINIZBZCZAN'NAUBUCUaI+--+-+cIAIBICI例1N+++–––BICIAINIAUBUCUNRARBRCACB若RA=RB=RC=5，求线电流及中性线电若RA=5,RB=10,RC=20,求线电流及一星形连接的三相电路，电源电压对称。设电源线电压。负载为V)30314sin(2380ABtu电灯组，流IN;中性线电流IN。1.负载星形连接的三相电路中性线电流0CBANIIII解：已知：V30380ABUN+++–––BICIAINIAUBUCUNRARBRCACBV0220AUA044A50220AAARUI(1)线电流三相对称A12044BIA12044CI1.负载星形连接的三相电路例1(2)三相负载不对称（RA=5、RB=10、RC=20）分别计算各线电流中性线电流A12011A20120220CCCRUIA12022A10120220BBBRUIA1929A12011A12022A044CBANIIIIA044A50220AAARUI1.负载星形连接的三相电路例1照明系统故障分析解:(1)A相短路1)中性线未断NRARCRBABNC此时A相短路电流很大，将A相熔断丝熔断，而B相和C相未受影响，其相电压仍为220V,正常工作。在上例中，试分析下列情况(1)A相短路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。(2)A相断路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。(RA=5,RB=10,RC=20)1.负载星形连接的三相电路例2此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压（220V)，这是不允许的。2)A相短路,中性线断开时,此时负载中性点N´即为A,因此负载各相电压为V380,V380,0,0CACBBABAAUUUUUUUUCABNCN´iAiCiB+++–––AUBUCU1.负载星形连接的三相电路例2(2)A相断路2)中性线断开B、C相灯仍承受220V电压,正常工作。1)中性线未断变为单相电路，如图(b)所示,由图可求得A7.120210380CBBCRRUIV127107.12BBIRUV254207.12CCIRUIBCU´AU´B+––+(b)NRARCRBABNC(a)1.负载星形连接的三相电路例2结论（1）不对称负载Y连接又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。（2）中线的作用：保证星形连接三相不对称负载的相电压对称。（3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。1.负载星形连接的三相电路某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变，试问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因？解:(1)本系统供电线路图P三层二层ABCNCU–+一层1.负载星形连接的三相电路例3(2)当P处断开时，二、三层楼的灯串联接380V电压，所以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不变。(3)因为三楼灯多于二楼灯即R3R2,所以三楼灯比二楼灯暗。解：(1)本系统供电线路图APBCN三层二层一层CU–+1.负载星形连接的三相电路例3解题时注意：●知一个就可确定其他五个CABCABCBAUUUUUU、、、、、●若给定UP或Ul的大小，则可设一个参考正弦量例：已知电源相电压为220伏例：已知则：30380303AABUU90380BCU210380CAU则可设参考正弦量：再求解0220AU、120220BU、240220CU0220AU1.负载星形连接的三相电路(1)示意图AB电源C保险丝三相三线制380伏额定相电压为380伏的单相负载额定相电压为380伏的三相负载FU2.负载三角形连接的三相电路（2）原理图线电流:流过端线的电流CBAIII、、相电流:流过每相负载的电流、、ABIBCICAIZABZBCZCAACB+++–––CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI2.负载三角形连接的三相电路线电流不等于相电流②相电流ABABABZUIBCBCBCZUICAACAZUIC①负载相电压=电源线电压即:UP=Ul（3）分析计算ZABZBCZCAACB+++–––CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI相电流：CABCABIII、、线电流：CBAIII、、UAB=UBC=UCA=Ul=UP2.负载三角形连接的三相电路ZABZBCZCAACB+++–––CAUABUBCUBCIABICAIAIBICI③线电流CAABAIIIABBCBIIIBCCACIII2.负载三角形连接的三相电路相量图IBCIABICAUBCUABUCA负载对称时,相电流对称，即AICAIIBIC。连接30且落后相应的相电流(相电流),3线电流时Δ对称负载:结论PIIl由相量图可求得CAABAIIIABBCBIIIBCCACIIIZUIIIIPPCABCABRXarctanCABCAB为此线电流也对称，即。lIIIICBAPP330cos2IIIl线电流比相应的相电流滞后30。2.负载三角形连接的三相电路下次课内容：第3章变压器第7章半导体器件作业及下次课程内容2.272.28*2.32