最新(播放版28)第11章3 第12章三相电路_电子电路_工程科技_专业资料

Z 30
Z
3Iab 30
(1) 线电流大小等于相电流的 3倍, 即I L
3IP
(2) 线电流相位滞后对应相电流30o。
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12-3 对称三相电路的计算
对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对
称，因而可以引入一特殊的计算方法。
1. Y–Y联结(三相三线制）
•
– UA
•
– UB N
X
YZ
X、Y、Z 三端称为末端。
②波形图
u uA uB uC
O
t
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③相量表示
•
UA U
0
•
UB U
120
•
UC U
120 ④对称三相电源的特点来自U C120°
•
120°
UA
120°
U B
UA UB
uA uB uC 0
•
•
•
UA UB UC 0
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⑤对称三相电源的相序
UBN
•
UBC
一般表示为
•
UCN
•
UCA
•
UBC
•
UBN
•
U AN
•
U AB
U 3U 30 • AB
•
AN
U 3 U 30 •
•
BC
BN
U 3U 30 • CA
•
CN
线电压对称(大小相等， 相位互差120o)
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结论 对Y形联结的对称三相电源
(1) 相电压对称，则线电压也对称
(2) 线电压大小等于相电压的 3倍, 即U 3U
B'

I AB

I BC

I CA

IP

Ul Z
18
负载对称时，三角形接法线、相电流的关系 设：负载为阻性的，阻抗角为 0 。
U AB U l 0
IA ICA
C
A IAB
B

IA IAB ICA
IA 3IAB 30
同理：
IB 3IBC 30 IC 3ICA 30
对称，所以相电流对称。因此在计算三相对称电路时，只要 计算三相中的任一相，其它二相的电压、电流就可按对称顺 序写出。这就是对称三相电路归结为一相的计算方法。
24
例12-1 对称三相电路，已知：Zl (11 j), Z (5 j7)
ZN (5 j5),uAB 380 2 cos(t 30 )V
B 特点：线电压=相电压
C
Ul U p
13
3、三相负载
三相负载：
三相电动机、三相变压器 三个单相负载组成三相负载
三相负载也可接成星形或三角形，分别称星形负载 和三角形负载。若三相负载都相等（大小和相位），则 称对称三相负载，否则称为不对称负载。
以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星形 负载和三角形负载。

U CA
IC
ICA
IAB
IB
IBC ICA
U BC
UAB
IA
19
对称三相负载三角形接法时，线电流大小是相电流的 3倍， 相位滞后对应相电流300。线电流与相电流的通用关系表
达式：
Il 3Ip 30 Ip ---为相电流
Il ---为线电流
注意电路 中规定的 正方向
据此可画出一相（A相）计算电路，则

方法
使用电路仿真软件，如Multisim、PSPICE等，建立三相电路的电路图，并进 行仿真分析。
软件
Multisim、PSPICE等。
三相电路实验与仿真的结果分析
结果分析
通过实验和仿真，可以观察三相电路中各相的电压、电流和功率，了解三相电路 的特性和规律，并对比实验与仿真的结果，分析误差来源。
误差分析
采用无功补偿装置、调整负载性质、提高系统电压等。
05
三相电路的实验与仿真
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
三相电路实验的目的和设备
目的
通过实验了解三相电路的基本原理和特性，掌握三相电路的 分析方法。
设备
三相电源、三相电机、电流表、电压表、功率表、导线等。
三相电路仿真的方法和软件
02
三相电源
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
三相交流电的产生
三相交流电是由三个相位差为 120度的正弦波组成的，通常由
三个发电机产生。
三相交流电的产生通常是通过将 三个独立的单相交流发电机连接 到一个共同的轴上，以保持相位
差恒定。
产生三相交流电的发电机通常包 括汽轮发电机和水电站水轮发电
线圈绕组，如电动机、变 压器等。
电容性负载
电容器，用于滤波、调谐 等。
三相负载的连接方式
星形连接（Y）
三相负载的三个末端连接在一起，每 个末端与三相电源的一相连接。
三角形连接（△）
三相负载的三个末端分别与三相电源 的三相连接。
三相负载的参数
01
02
03
04
额定电压
三相负载正常工作时的电源电 压。

Z
N–
+
B Zl
Z
–
+
C Zl
Z
A
a
+
Zl
Z
–
N
n
A
a
+
Zl
Z
–
N
n
例2 一对称三相负载分别接成Y和型。分别求线电流。
A A
Z
Z
Z
B
B
C
C
解
Z
Z
Z
11.3 不对称三相电路的概念
不对称 讨论对象
电源不对称（一般程度小，系统保证其对称)。 电路参数(负载)不对称情况很多。
电源对称，负载不对称
主要了解：中性点位移。
2. 对称情况下，各相电压、电流都是对称的，可采用一 相（A相）等效电路计算。只要算出一相的电压、电流， 则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。
3. Y形联接的对称三相负载，其相、线电压、电流的关系 为：
2. Y–联接
A + _N
C+
+B
a
ZZ
c
Z
b
解法一
负载上相电压与线电压相等：
计算相电流： 线电流：
+
B
B
–
+
C
C N
X, Y, Z 接在一起的点称为Y联接,对称 三相电源的中性点，用N表示。
（2）三角形联接(联接)
三个绕组始末端顺序相接。
– +
–
A
+
A
–
B
–
B
+
+
C
C
三角形联接的对称三相电源没有中点。

③波形图表示
u
uA uB uC
o
p 2p
u
uA uC uB
o
p 2p
（2）对称三相电源的相序 三相电源各相到达最
大值的先后顺序。
①正序(顺序)
t
A→B→C→A
②负序(逆序)
A→C→B →A ③零序
三个电压有效值得相
t 等，相位相同。 . ..
UA = UB = UC
正负相序的实际意义：
电力系统一般采用正序，
. UCA
A
Z
-
.
UC +
.
IC
. UBC
B
C
N
利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：
. . -UAN UCA
. UCN
N
. UBN
. UAB . -UBN
相电压：每相电源电压 U. A、U. B、U. C
线电压：火线与火线之间的电压 U. AB、U. BC、U. CA
.
A
IA
.
Ia
ZA
N
C
.
IC
.
Ic
ZC
.
ZB
.
Ib
IB B
.
IA A
.
B
IB
.
IC C
相电流：流过每相负载的电流。
ZAB
.
Iab
.
Ica
ZCA
.
ZBC Ibc
.. . Ia 、Ib 、Ic ;
A
2Ucos(t)
2Ucos(t-120o)
2Ucos(t+120o)
B
C
+
+
+

计算方法
利用相电压和线电压的关系，以及相电流和线电流的 关系，计算出各相的电压和电流。
中线的作用与分析方法
中线的作用
中线在三相电路中起到平衡三相电压和电流，防止因某相负载变化而引起其他相的电压和 电流变化的作用。
中线分析方法
通过分析中线的电流变化，判断三相电路的工作状态是否平衡。如果中线电流不为零，则 说明三相电路不平衡。
中线安全问题
中线在三相电路中起到至关重要的作用，但同时也存在安全问题。如果中线断开或接触不 良，会导致三相负载的不平衡，从而引起设备损坏或火灾等安全事故。因此，在安装和维 护三相电路时，必须特别注意中线的安全问题。
05
三相电路的功率与测量
三相电路的功率计算
总结词
三相电路的功率计算是三相电路分析中的重要内容，涉及到三相电路中各相的电压、电流和功率的关 系。
三相变压器的应用场合
主要用于电力系统中的升压和降压，以及在工业和民用电力负荷中 作为电源变压器或配电变压器使用。
三相电路在电力系统中的应用实例
01
三相输电线路
在电力系统中，长距离输电线路通常采用三相输电方式。这样可以提高
输电效率，减小线路损耗，并方便实现三相平衡。
02
三相变压器的应用
在电力系统中，变压器是必不可少的设备之一。三相变压器可以方便地
三相负载中，如果三个相电压和 三个相电流都是同相位，则称为 电阻性负载。
电感性负载
02
03
电容性负载
三相负载中，如果三个相电压超 前三个相电流，则称为电感性负 载。
三相负载中，如果三个相电压滞 后三个相电流，则称为电容性负 载。
三相负载的表示方法
星形连接
三相负载的三个末端连接在一起，形成一个中性点，然后与电源的中性线相连。

3
3
整理课件
_
•
UA
+
A
Zl
A’ Z’
•
IA
•
_ U B + B Zl B’ Z’
•
IB
_
•
UC
+
C
Zl
C’
Z’
•
IC
•
令UA22/0V •
根据一相计算电路有
•
IA
UA Zl Z
= 17.1
/- 43.2°A
•
•
IB1.71/16.23A IC 17.1/76.8A
整理课件
_
•
UA +
A
Zl
2、如白炽灯UN=127V 电路应连接为 △-Y
3、如白炽灯UN=380V 电路应连接为
Y-△
为什么?请同学们 自己思考.
整理课件
§11.3 对称三相电路的计算
三相电路实际上是正弦电流电路的一种特殊 类型。
因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三 相电路完全适用。
根据三相电路的一些特点，可以简化对称三 相电路分析计算。
Z△= 3ZY
化成对称的Y-Y三相电路， 然后用归结为一相的计算方法。
整理课件
例1： 例2：
例：对称三相电路，Z=(19.2+j14.4)Ω，Zl=(3+j4) Ω ， 对称线电压UAB=380V。求负载端的线电压和线电 流。
•
_UA + A
Zl
A’
•
•
IA
N
_
UB
+
B
Zl
•
•
IB
_ UC + C

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28
29
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31
习 题
12
12.1 把对称三相负载Ｚ＝40＋ｊ30Ω，分别以Ｙ和形连接于对称 三相电源上，电源线电压为ＵL＝380V，试算①负载Ｙ连接时的相电压
和相电流，并画出其相量图；②负载为计连接时相电压、相电流和线电 流，并画出其相量图。
12.2 已知对称三相电路的线电压Ｕl＝380V(电源端)，三角形负载 阻抗Ｚ＝(4.5＋ｊ14)Ω，端线阻抗Ｚl＝(1.5＋ｊ2)Ω。求线电流及负载的 相电流，并作相量图。
9
10
11
12
13
图 12 . 8
14
15
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Байду номын сангаас 12 . 9 不对称三相电路
18
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21
图 12 . 11
22
23
这个电路实际上是一个最简单的相序指示器，可测定相序。 当把可见，B相灯泡因承受1.5Ｕ的电压而较亮，C相灯泡暗。它接 在相序未知的三相电源上时，如果认定接电容C的一相为Ａ相，则 灯泡亮的一相为B相，灯泡暗的一相为C相。
7
图12.4 三相负载的连接形式
8
三相电路由三相电源、三相负载和连接电源和负载的三相输 电线组成， 如图 12 . 5 所示 。如果电源和负载都是对称的，三相 电路就称作是对称三相电路，否则称作不对称三相电路 。 三相电 路按电源和负载的连接形式可分为 Y-Y 连接， Y- △ 连接， △ -Y 连接， △ - △ 连接 4 种形式，其中 Z e 为输电线阻抗 。 在 Y-Y 连接中，如果电源中性点 N 负 载中性点 N′ 用 导线连 接， 其阻抗为 ZN ， 如图 12 . 5（ a ）中所示 。 这种连接形式又 称作三相四线制，其余各种连接形式均称作三相三线制。把负载 端的电压电流及其关系放到对称三相电路的计算一节中介绍 。

–
UA

UC +
B

UB
C
在空载状态下电源回路中没有电流通过。
注意：如果任何一相接错，将在回路中产生极大的环 形电流，造成严重后果。
四、三相电路的基本概念
1、端线： 从3 个电压源正极性端子A、B、C向外引出的
导线。 2、中线：
从中（性）点N引出的导线。 3、线电压：
端线之间的电压。 4、相电压
B
UC
+
+
- UB
C
相电压
U A UB UC
又是线电压
线电流
IA IB IC
相电流
I AB IBC ICA
五、电源和负载的连接
1、负载的连接方式
负载也可以连接成星形或三角形。
当三相阻抗相等时，就称为对称三相负载。

IA
A'

IN
N'
IB
B' IC
C'
Z
Z Z

IA
A'

IB
B'

IC
C'

对称三相电源是由3 个等幅值、同频 率、初相依次相差120°的正弦电压源连接 成星形或三角形组成的电源。
3 个电源依次称为A相、B相和C相，它们的电压为：
（1） 瞬时值表达式
uA 2U cos(t)
uB 2U cos(t 120 )
uC 2U cos(t 120)
（2） 波形图 u
12-1 三相电路
一、三相电源
1. 对称三相电源的产生
电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面

利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：
UCN
30
o

UCA

U AB
30
o


UCN

UCA
UBC
UBN


U AN

U AN

UBN

30o
UBC

U AB

一般表示为：
3U 30o 3U 30o U AB AN 3U 30o 3U 90o U BC BN 3U 30o 3U 150o U CA CN
1. –Y接(三相三线制)，Y0 –Y0(三相四线制)

UA UC

A + _ N
UB

IA
a Z n
设 U A U 0
Z b

Zl
IB IC

C +
+ B
c
UB U 120o UC U120o


Z
Zn
以N点为参考点， 对n点列写节点方程：

UA

A +
_ N
UB
有效值：U l 记为: UAB, UBC, UCA，

UA
X B

IB


UA B UCA ④相电压：每相电源(负载)的电压。

Y –
B
C
UB

接： UAB, UBC, UCA, U p
⑤线电流：流过端线(火线)的电流。
IA , IB , IC , I l




⑥相电流：流过每相电源(负载)的电流。 接： IAB, IBC, ICA, I p