《電路理論教學(xué)課件》第12章-三相電路

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1、1 第 11章 三 相 電 路 11-1 三 相 電 路 的 電 源 11-2 三 相 電 路 的 連 接 11-3 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 計(jì) 算 11-4 不 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 概 念 11-5 三 相 電 路 的 功 率 2 11-1 三 相 電 路 的 電 源1. 三 相 電 路 電 源 的 產(chǎn) 生三 相 同 步 發(fā) 電 機(jī) 示 意 圖NSI wA ZBXCY 通 常 由 三 相 同 步 發(fā) 電 機(jī)產(chǎn) 生 ， 三 相 繞 組 在 空 間 互 差120o,當(dāng) 轉(zhuǎn) 子 以 均 勻 角 速 度 w轉(zhuǎn) 動(dòng) 時(shí) ， 在 三 相 繞 組 中 產(chǎn) 生感 應(yīng) 電 壓 ， 從 而 形 成

2、對(duì) 稱(chēng) 三相 電 源 。 3 4 （ 1） 電 源 電 壓 的 參 考 方 向A X B Y C Z首 端 末 端 AX uA BY uB CZ uC 5 （ 2） 三 相 電 源 電 壓 的 表 示 瞬 時(shí) 值 )012cos()024cos()( )120cos()( ) (cos2cos)( omomC omB mA tUtUtu tUtu tUtUtu www ww 波 形 圖 u u A uB w tuCO 6 相 量 23j21120a 0 相 量 圖 AUBUCU120120120設(shè) AC UaUU 0120 AB UaUU 20120 00UU AC UU 0120B UU 0

3、120 00UU A 7 相 序 ： 三 相 電 源 中 各 相 電 源 經(jīng) 過(guò) 同 一 值 (如 最 大 值 )的 先 后 順 序正 序 (順 序 )： ABCA負(fù) 序 (逆 序 )： ACBA BC A BC A相 序 的 實(shí) 際 意 義 ： 對(duì) 三 相 電 動(dòng) 機(jī) ， 如 果 相 序 反 了 ， 就 會(huì) 反 轉(zhuǎn) 。如 果 不 加 說(shuō) 明 ， 一 般 都 認(rèn) 為 是 正 相 序 。 DABC 123 DACB 123正 轉(zhuǎn) 反 轉(zhuǎn) 8 2. 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 源 的 特 點(diǎn) 00 CBA CBA UUU uuu CU AUBU BUAU + 9 11-2 三 相 電 路 的 連 接一 .

4、 電 源 的 兩 種 連 接 方 式1. 星 形 連 接 (Y) 把 三 個(gè) 繞 組 的 末 端 X、 Y、 Z接 在 一 起 ， 把 始 端 A(黃 )、 B(綠 )、 C(紅 )引 出 來(lái) 。A+X + BC YZ ABCNAU BUCU BAUBCU CAUAIBICI + ANX + BY + CZ AUBUCU（ 1） 連 接 方 式 10 端 線 (火 線 )： 從 3個(gè) 電 源 的 正 極 性 端 子 A,B,C 向 外 引 出 的 導(dǎo) 線 。幾 個(gè) 概 念 ： 端 線 、 中 線 、 線 電 壓 、 相 電 壓 、 線 電 流 、 相 電 流 A+X + BC YZ ABCNA

5、U BUCU BAUBCU CAUAIBICI 中 線 ： 中 性 點(diǎn) N引 出 線 (接 地 時(shí) 稱(chēng) 地 線 )。 線 電 壓 ： 端 線 與 端 線 之 間 的 電 壓 。CACB BA , UUU記 為 : 相 電 壓 ： 每 相 電 源 (負(fù) 載 )的 電 壓 。Y接 ： NCNBNA , UUU 線 電 流 ： 流 過(guò) 端 線 的 電 流 ：CBA , III 相 電 流 ： 流 過(guò) 每 相 電 源 (負(fù) 載 )的 電 流 。 Y接 ： CBA , III 11下 標(biāo) 按 相 序 (正 序 )來(lái) 標(biāo) BU AUCU BUABU30 （ 2） 線 電 壓 與 相 電 壓 的 關(guān) 系 o

6、ooNACNCA oooCNNBCB oooBNNABA 15030120 903120120 3031200 UUUUUU UUUUUU UUUUUU 如 圖 從 相 量 圖 上 直 觀 的 計(jì) 算 線 、 相 電 壓 關(guān) 系 12 Y形 連 接 線 、 相 電 壓 間 的 結(jié) 論 :(1)相 電 壓 對(duì) 稱(chēng) ， 則 線 電 壓 也 對(duì) 稱(chēng) ； (3)線 電 壓 相 位 超 前 對(duì) 應(yīng) 相 電 壓 30o。 ;U3即 U倍 ,3線 電 壓 是 相 電 壓 的 (2) pl 所 謂 的 “ 對(duì) 應(yīng) ” ： 即 對(duì) 應(yīng) 相 電 壓 用 線 電 壓 的 第 一 個(gè) 下 標(biāo) 字 母 標(biāo) 出 。 CN

7、CA BNC B ANB A UU UU UU 13 2. 三 角 形 連 接 ()（ 1） 連 接 方 式 ： 三 個(gè) 繞 組 始 末 端 順 序 相 接 。 AX uA(UA) BY uB(UB) CZ uC(UC) A AUCU BU XY Z BC + - 14 （ 2） 線 電 壓 與 相 電 壓 的 關(guān) 系顯 然 有 o oo1201200 UUU UUU UUU CCA BCB ABA即 線 電 壓 等 于 對(duì) 應(yīng) 的 相 電 壓思 考 ： 三 個(gè) 電 源 串 聯(lián) 起 來(lái) 在 內(nèi) 部 會(huì) 產(chǎn) 生 環(huán) 流 嗎 ？ 15 AUBUCU I連 接 正 確 ： 0CBA UUUI =0

8、, 聯(lián) 接 電 源 中 不 會(huì) 產(chǎn) 生 環(huán) 流 。 AUBUCU I C U總U連 接 錯(cuò) 誤 ： 假 如 C相 接 反 了 CCBA 2 UUUUI 0 , 接 電 源 中 將 會(huì) 產(chǎn) 生 環(huán) 流 。思 考 ： 如 何 避 免 一 相 接 反 ？ 16 為 此 ， 當(dāng) 將 一 組 三 相 電 源 連 成 三 角 形時(shí) ， 應(yīng) 先 不 完 全 閉 合 ， 留 下 一 個(gè) 開(kāi) 口 ， 在開(kāi) 口 處 接 上 一 個(gè) 交 流 電 壓 表 ， 測(cè) 量 回 路 中總 的 電 壓 是 否 為 零 。 如 果 電 壓 為 零 ， 說(shuō) 明連 接 正 確 ， 然 后 再 把 開(kāi) 口 處 接 在 一 起 。 VV

9、型 接 法 的 電 源 ： 若 將 接 的 三 相 電 源 去 掉 一 相 ， 則 線 電 壓仍 為 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 源 。+ + AB CBU AU BAUBCU CAU ABCAUBU+ 17 +_+ _ _ +N ZZZAU BUCU AIBICIA BC a bc ABIBCICAI以 形 負(fù) 載 為 例 ， 說(shuō) 明 線 電 流 與 相 電 流 的 關(guān) 系 ：)1( BCABBCB IIII a )1( ABCAABA IIII a BCI ABICAI CI AI BIo303 BCIBI o303 CAICI)1( CABCCAC IIII a o303 ABIAI 18 結(jié)

10、論 ： 接 法 的 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 源 (負(fù) 載 ): 所 謂 的 “ 對(duì) 應(yīng) ” ： (1)相 電 流 對(duì) 稱(chēng) ， 則 線 電 流 也 對(duì) 稱(chēng) 。 (3)線 電 流 相 位 滯 后 對(duì) 應(yīng) 相 電 流 30o。 流 大 小 等 于 相 流 的 倍 即線 電 電(2) .3 , = 3l pI I線 電 流 用 對(duì) 應(yīng) 相 電 流 的 第 一 個(gè) 下 標(biāo) 字 母 標(biāo) 出 。 思 考 ： 已 知 線 電 流 ， 如 何 計(jì) 算 相 電 流 ？ 19 二 . 三 相 電 路 的 連 接 方 式與 三 相 電 源 相 同 ， 三 相 負(fù) 載 也 有 兩 種 連 接 方 式 ： Y和 1. 負(fù) 載

11、 的 連 接ABCN A IBICINI Z ZZ ABC AIBICI ZZ ZBAI CBI ACIY形 連 接 形 連 接 20 2. 負(fù) 載 與 電 源 的 連 接（ 1） 連 接 原 則 ： （ 2） 連 接 方 式 ： 按 電 源 和 負(fù) 載 的 不 同 聯(lián) 接 方 式 可 分 為 YY， Y0Y0， Y， Y， 等 。如 U =220V， 燈 泡 額 定 電 壓 為220V， 負(fù) 載 接 成 三 角 形 ；線 ACB A CB如 U =380V， 則 負(fù) 載 接成 星 形線選 擇 連 接 方 式 ， 使 電 源 電 壓 、 負(fù) 載 的 額 定 電 壓 相 符 ； 21 11-3

12、對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 計(jì) 算一 . 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路A BCN AIBICINI Z ZZ ABC AIBICI ZZ ZBAI CBI ACI1.對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 ： 三 相 電 源 、 三 相 負(fù) 載 都 對(duì) 稱(chēng) 、 且 端 線 的 阻 抗相 等 的 電 路 。2.對(duì) 稱(chēng) 三 相 負(fù) 載 (均 衡 三 相 負(fù) 載 )： 三 個(gè) 相 同 負(fù) 載 (負(fù) 載 阻 抗 模相 等 ， 阻 抗 角 相 同 )以 一 定 方 式 聯(lián) 接 起 來(lái) 。 22 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 計(jì) 算 方 法 是 歸 結(jié) 到 一 相 正 弦 電 路 計(jì) 算 。1. Y0 Y0聯(lián) 接 (三 相 四

13、線 制 ) ， YY聯(lián) 接 (三 相 三 線 制 ) 120 120 0 oC oBA UU UU UU o設(shè) 二 、 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 計(jì) 算Z N+_+ _ _ +N Z ZZAU BUCU AIBICIA BC a bc NNI 23 0Z1Z1Z1Z1 )UUU(Z1Z1Z1Z1Z1 ZUZUZUU NC B ANCBANN ZUI AA A2BB IUI aZ 以 N點(diǎn) 為 參 考 點(diǎn) ， 對(duì) N點(diǎn) 列 寫(xiě) 節(jié) 點(diǎn) 方 程 ： ACC IZUI a即 :在 對(duì) 稱(chēng) Y0 Y0電 路 中 ， 中 線 如 同 短 路 。各 相 電 源 和 負(fù) 載 中 的 電 流 等 于 線 電

14、 流 。因 此 ， 有 即 :在 對(duì) 稱(chēng) Y0 Y0電 路 中 ， 中 線 如 同 開(kāi) 路 。0I N 0 NN U 24 分 析 思 路 : 在 對(duì) 稱(chēng) Y-Y電 路 ， 無(wú) 論 是 三 相 三 線 制 還 是 三 相 四 線 制 ，因 N、 N 兩 點(diǎn) 等 電 位 ， 可 將 其 短 路 ， 且 其 中 電 流 為 零 。這 樣 便 可 將 三 相 電 路 的 計(jì) 算 化 為 一 相 電 路 的 計(jì) 算 。 當(dāng) 求出 相 應(yīng) 的 電 壓 、 電 流 后 ， 再 由 對(duì) 稱(chēng) 性 ， 可 以 直 接 寫(xiě) 出 其它 兩 相 的 結(jié) 果 。 過(guò) 程 如 下 ： +_+ _ _ +N N Z ZZ

15、AU BUCU AI BICIA BC a bcZl Z1 Z1 25 一 相 計(jì) 算 電 路 ： 由 一 相 計(jì) 算 電 路 可 得 ：由 對(duì) 稱(chēng) 性 可 寫(xiě) 出 ： AI ZN N+AU A aZl結(jié) 論 ： 有 無(wú) 中 線 對(duì) 電 路 情 況 沒(méi) 有 影 響 。 沒(méi) 有 中 線 (Y Y接 ， 三相 三 線 制 )， 可 將 中 線 連 上 。 因 此 ， Y-Y接 電 路 與 Y0-Y0接 (有中 線 )電 路 計(jì) 算 方 法 相 同 。 且 中 線 有 阻 抗 時(shí) 可 短 路 掉 。 UNN=0， 中 線 電 流 為 零 。 1A1ANA ZZUZZUI AA II,II aa C2

16、B 26 Y形 聯(lián) 接 的 對(duì) 稱(chēng) 三 相 負(fù) 載 ， 其 相 、 線 電 壓 、 電 流 的 關(guān) 系為 ： 各 相 電 源 和 負(fù) 載 中 的 電 流 等 于 線 電 流 。 對(duì) 稱(chēng) 情 況 下 ， 各 相 電 壓 、 電 流 都 是 對(duì) 稱(chēng) 的 ， 只 要 算 出 某 一 相 的 電 壓 、 電 流 ， 則 其 他 兩 相 的 電 壓 、 電 流 可 直 接 寫(xiě) 出 。030相 位 超 前 相 應(yīng) 的 相 電 壓倍 ,3線 電 壓 是 相 電 壓 的 NaANaab II,UU o303 27ooo3 ( 30 )3 ( 90 )3 ( 150 )ab ABbc BCca CAU U UU

17、 U UU U U 負(fù) 載 上 相 電 壓 與 線電 壓 相 等 ： ZZ UU UU UU | 120 120 oC oBA設(shè)通 常 ， 初 始 相 位 設(shè) 為 0 。+_+ _ _ +N ZZZAU BUCU AIBICIA BC a bc abIbcIcaI 02. Y聯(lián) 接解 法 一 28)150( 3 )90(3 )30(3 ooo |Z| UZUI |Z| UZUI |Z| UZUI caca bcbc abab 各 相 電 流 為 ：線 電 流 ： o303 303 303 cabccaC obcabbcB oabcaabA IIII IIII IIII 30o30o AUabI

18、 abU30o AI30obcI caIBI CI +_+ _ _ +N ZZZAU BUCU AIBICIA BC a bc abIbcIcaI 29 Z/3解 法 二 +_+ _ _ +N ZZZAU BUCU AIBIC IBC bc abIbcIcaI n A a ZUZUZUI |333/ AanA+AU AIAN naZ/3 ZUII ooAab 30| 33031 ooanab 303303 UUU 30 3. 電 源 為 聯(lián) 接 時(shí) 的 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 計(jì) 算 將 接 電 源 用 Y接 電 源 替 代 ， 保 證 其 線 電 壓 相等 ， 再 根 據(jù) 上 述 YY，

19、 Y 接 方 法 計(jì) 算 。+ + ABC BCUCAU ABU BAUBCUAIBICI CAU A I+ + N ABCNANU BNU CNU BAUBCU CAUBICI o CACN oBCBN oABAN 3031 3031 3031 UU UU UU思 考 ： 如 果 負(fù) 載 為 Y連 接 ， 將 電 源 端 化 成 Y， 然 后 歸 結(jié) 到 一 相 求解 比 較 方 便 ， 如 果 負(fù) 載 端 本 身 為 ， 是 否 可 以 采 用 直 接 計(jì) 算 法 ？ 31 1. 三 相 對(duì) 稱(chēng) 電 路 ， 電 源 和 負(fù) 載 三 相 電 壓 、 電 流 均 對(duì) 稱(chēng) 。負(fù) 載 為 Y接 .

20、30 ,3 o相 位 超 前倍線 電 壓 大 小 為 相 電 壓 的線 電 流 與 對(duì) 應(yīng) 的 相 電 流 相 同 。負(fù) 載 為 接 .30 ,3 o相 位 滯 后倍線 電 流 大 小 為 相 電 流 的線 電 壓 與 對(duì) 應(yīng) 的 相 電 壓 相 同 。三 、 小 結(jié) ：2. 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 一 般 計(jì) 算 方 法 :(1) 將 所 有 三 相 電 源 、 負(fù) 載 都 化 為 等 值 YY接 電 路 ； (2) 連 接 各 負(fù) 載 和 電 源 中 點(diǎn) ， 中 線 上 若 有 阻 抗 可 不 計(jì) ； 32 (3) 畫(huà) 出 單 相 計(jì) 算 電 路 ， 求 出 一 相 的 電 壓 、 電

21、 流 ：一 相 電 路 中 的 電 壓 為 Y接 時(shí) 的 相 電 壓 。一 相 電 路 中 的 電 流 為 線 電 流 。(4) 根 據(jù) 接 、 Y接 時(shí) 線 量 、 相 量 之 間 的 關(guān) 系 ， 求 出 原電 路 的 電 流 電 壓 。(5) 由 對(duì) 稱(chēng) 性 ， 得 出 其 它 兩 相 的 電 壓 、 電 流 。一 定 要 記 住 了 噢 ! 33 例 1. ABC Z ZZZlZlZl 已 知 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 源 線 電 壓 為 380V，Z=6.4+j4.8， Zl =3+j4。求 負(fù) 載 Z的 相 電 壓 、 線 電 壓 和 電 流 。解 ： NAU + A+ BN + CBNU

22、CNU ZlZlZl ZZZ +NAU AIAN naZZl 34 +NAU AIAN naZZlV03220 V 0380 oAN oAB UU則設(shè) A3.171.1743.188.12 03220j8.89.4 03220 ooooANA lZZUI V 236813693683.17117 ooo .ZIU Aan V 269236V 2681363303 ooo .UU anab 通 常 這 樣 設(shè)參 考 相 量求 出 一 相 電 路 的 電 壓 和 電 流 后 ,根 據(jù) 對(duì) 稱(chēng) 性 求 出 其 它 量 。 35 例 2. ABC AI ZZ ZABC YAI Z ZZ一 對(duì) 稱(chēng) 三

23、相 負(fù) 載 分 別 接 成 Y接 和 接 。 分 別 求 線 電 流 。解 ： ZUI ANAY ZUZUI ANANA 33/ Y II 3 應(yīng) 用 ： 電 機(jī) 啟 動(dòng) 時(shí) Y降 壓 起 動(dòng) 。 選 講 36 例 3. 求 ： 線 電 流 、 相 電 流 ， 并 定 性 畫(huà) 出 相 量 圖 (以 A相 為 例 )。+_ +N A CB Z 1 Z2ZNNAI AI AIANU 解 ： V 03380 V0220 oAB oAN UU設(shè)+_ Z1ANU AIAI AI 32Z對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 ,中 線 阻 抗 不 起 作 用 。 in=0如 圖 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 ， 電 源 線 電

24、 壓 為 380V， |Z1|=10，cos 1 =0.6(感 性 )， Z2= j50， ZN=1+ j2。 37 +_ Z1ANU AIAI AI 32ZA6.17j13.2A13.532213.5310 0220 ooo1ANA ZUI j13.2A3/50j 0220 o2ANA ZUI A4.189.13 o AAA III根 據(jù) 對(duì) 稱(chēng) 性 ， 得 B、 C相 的 線 電 流 、 相 電 流 ： A6.1019.13 A4.1389.13 oC oB II 350jZ31Z j8653.110Z 53.1,0.6cos 221 11 o o 38 由 此 可 以 畫(huà) 出 相 量 圖

25、 ：A9.6622 A1.17322 A1.5322 :oC oB oA III 流第 一 組 負(fù) 載 的 三 個(gè) 相 電 30o53.1 o18.4oA I AIAIAB2I ABUANU A1207.62 A07.62 A1207.623031 :oCA2 oBC2 ooAAB2 II II第 二 組 負(fù) 載 的 相 電 流 39 例 4. . V, 03 oAB 各 負(fù) 載 如 圖 所 示已 知 UU . , , ,: A4A3A2A1 IIII求 +_ Z1Z1Z1 Z 2 Z2Z2Zn Z4Z4 Z4Z3Z3Z3ABC A1I A2I A3I A4IANUBNUCNU 選 講 40

26、解 ： 首 先 進(jìn) 行 Y變 換 ， 然 后 取 A相 計(jì) 算 電 路 ： 負(fù) 載 化 為 Y接 。 根 據(jù) 對(duì) 稱(chēng) 性 ， 中 性 電 阻 Zn 短 路 。 +_ Z1 Z3A1IA2I A3IZ2/3 Z4/3ANUV 03 0331 o oABAN U UU . , ,)31/(31 A3A24321 ANA1 可 由 分 流 得 到 IIZZZZ UI .3031 oA3A4 II相 電 流 41(3)討 論 對(duì) 象 ： 電 源 對(duì) 稱(chēng) ， 負(fù) 載 不 對(duì) 稱(chēng) (低 壓 電 力 網(wǎng) )。 電 源 不 對(duì) 稱(chēng) 程 度 小 (由 系 統(tǒng) 保 證 )。 電 路 參 數(shù) (負(fù) 載 )不 對(duì) 稱(chēng)

27、 情 況 很 多 。 (2)不 對(duì) 稱(chēng) (4)分 析 方 法 ： 復(fù) 雜 交 流 電 路 分 析 方 法 。 不 能 歸 結(jié) 為 一 相 電 路 計(jì) 算 。 (5)主 要 了 解 ： 中 性 點(diǎn) 位 移 。 1.不 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 (1)定 義 :構(gòu) 成 三 相 電 路 的 電 源 、 三 相 負(fù) 載 、 以 及 對(duì) 應(yīng) 的 端 線 阻 抗 中 只 要 有 一 部 分 不 對(duì) 稱(chēng) ， 則 稱(chēng) 不 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 。 11-4 不 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 計(jì) 算提 示 ： 實(shí) 際 三 相 電 路 中 ， 三 相 電 源 是 對(duì) 稱(chēng) 的 ， 3條 端 線 阻 抗是 相 等 的

28、， 但 負(fù) 載 很 難 保 證 對(duì) 稱(chēng) 。 42負(fù) 載 各 相 電 壓 ： 三 相 負(fù) 載 Za、 Zb、 Zc不 相 同 。 0/1/1/1/1 / Ncba cCNbBNaANNN ZZZZ ZUZUZUU NNANAN UUU 2.負(fù) 載 不 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 NNCNCN UUU NNBNBN UUU +_+ _ _ +N NZN Za ZbZcANUCNU BNUA BC 43負(fù) 載 中 點(diǎn) N與 電 源 中 點(diǎn) N不 重 合 ， 這 個(gè) 現(xiàn) 象 稱(chēng) 為 中 性 點(diǎn) 位 移 。 在 電 源 對(duì) 稱(chēng) 情 況 下 ， 可 以 根 據(jù) 中 點(diǎn) 位 移 的 情 況 來(lái) 判 斷 負(fù) 載

29、端不 對(duì) 稱(chēng) 的 程 度 。 當(dāng) 中 性 點(diǎn) 位 移 較 大 時(shí) ， 會(huì) 造 成 負(fù) 載 相 電 壓 嚴(yán) 重不 對(duì) 稱(chēng) ， 可 能 使 負(fù) 載 的 工 作 狀 態(tài) 不 正 常 。 相 量 圖 ： NAUBN U CNU NNUN N NAUBNU NC U ABC思 考 ： 如 果 此 時(shí) 在 電 源 端 和 負(fù) 載 端 加 中 線 會(huì) 出 現(xiàn) 什 么 情 況 ？ 44 例 1.照 明 電 路 :(1)正 常 情 況 下 ， 三 相 四 線 制 ， 中 線 阻 抗 約 為 零 。每 相 負(fù) 載 的 工 作 情 況 沒(méi) 有 相 互 聯(lián)系 ， 相 對(duì) 獨(dú) 立 。 A BC 380V220VN=N(

30、2)設(shè) 中 線 斷 了 (三 相 三 線 制 ),A相 電 燈 沒(méi) 有 接 入 電 路 (三 相 不 對(duì) 稱(chēng) ) 燈 泡 未 在 額 定 電 壓 下 工 作 ， 燈 光 昏 暗 。ACBN N 190V 190V380V AC BNNABC N 45 (3)A相 短 路 380V A BC NN 380V超 過(guò) 燈 泡 的 額 定 電 壓 ， 燈 泡 可 能 燒 壞 。 結(jié) 論 ： (a)照 明 中 線 不 裝 保 險(xiǎn) ， 并 且 中 線 較 粗 。 一 是 減 少 損 耗 ，二 是 加 強(qiáng) 強(qiáng) 度 (中 線 一 旦 斷 了 ， 負(fù) 載 就 不 能 正 常 工 作 )。(b)要 消 除 或 減

31、 少 中 性 點(diǎn) 的 位 移 ， 盡 量 減 少 中 線 阻 抗 ，然 而 從 經(jīng) 濟(jì) 的 觀 點(diǎn) 來(lái) 看 ， 中 線 不 可 能 做 得 很 粗 ， 應(yīng) 適 當(dāng) 調(diào) 整 負(fù) 載 ， 使 其 接 近 對(duì) 稱(chēng) 情 況 。ACB N 46 例 2. 相 序 儀 電 路 。 已 知 1/(w C)=R， 三 相 電 源 對(duì) 稱(chēng) 。 求 ： 燈 泡 承 受 的 電 壓 。解 ： )(V 012 V,012 V,0 oCNoBNoAN 正 序設(shè) UUUUUU V108.40.632108.40.6321j2 j)1( 1j2j/1/1j /j oANoAN CNBNANCNBNANNN UUU UUUR

32、RC RURUUCU V4.1380.4108.40.632120 V5.1011.5108.40.632120 oooNNCNCN oooNNBNBN UUUUUU UUUUUU ACB NR CR 若 設(shè) 接 電 容 一 相 為 A相 ， 根 據(jù) 相 電 壓 有 效 值 ， B相 電 壓 比 C相 高 。 B相 燈 較 亮 ， C相 較 暗 (正 序 )。 可 測(cè) 定 三 相 電 源 的 相 序 。 47NN UN NAUNCU BNU NAUBNU CNU N ABC采 用 相 量 圖 ， 更 直 觀 。 108.40.632 oNN U )(V 012 V,012 V,0 oCNoBN

33、oAN 正 序 UUUUUU相 量 圖 分 析 V108.40.632 oAN UU V4.1380.4 oNNCNCN UUUU V5.1011.5 ooNNBNBN UUUU思 考 1： 如 果 相 序 指 示 儀 能 否 用 電 感 和 燈 泡 構(gòu) 成 ？ 判 斷 規(guī) 則 ？思 考 2： 相 序 指 示 儀 能 否 加 中 線 ？ 48 例 3. ZZ ZA1A2A3 S 如 圖 電 路 中 ， 電 源 三 相 對(duì)稱(chēng) 。 當(dāng) 開(kāi) 關(guān) S閉 合 時(shí) ， 電 流表 的 讀 數(shù) 均 為 5A。求 ： 開(kāi) 關(guān) S打 開(kāi) 后 各 電 流 表的 讀 數(shù) 。解 ： 開(kāi) 關(guān) S打 開(kāi) 后 ， 電 流 表

34、 A2中 的 電 流 與 負(fù) 載 對(duì) 稱(chēng) 時(shí) 的 電 流 相同 。 而 A1、 A3中 的 電 流 相 當(dāng) 于 負(fù) 載 對(duì) 稱(chēng) 時(shí) 的 相 電 流 。電 流 表 A 2的 讀 數(shù) =5A電 流 表 A1、 A3的 讀 數(shù) = A89.23/5 49 11-5 三 相 電 路 的 功 率一 . 三 相 電 路 功 率1. 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 平 均 功 率 P(有 功 功 率 )對(duì) 稱(chēng) 三 相 負(fù) 載 Z 每 相 負(fù) 載 吸 收 的 有 功 功 率 為 Pp=UpIpcos 三 相 總 功 率 P=3Pp=3UpIpcos plpl IIUU ,3 :Y接 plpl IIUU 3 , :

35、 接 50 注 意 ： (1)為 相 電 壓 與 相 電 流 的 相 位 差 (即 阻 抗 角 )， 不 要 誤 以 為 是線 電 壓 與 線 電 流 的 相 位 差 。(2)cos為 每 相 的 功 率 因 數(shù) ， 在 對(duì) 稱(chēng) 三 相 制 中 即 三 相 功 率 因 數(shù) ： cos A= cos B = cos C = cos 。(3)電 源 發(fā) 出 的 功 率 。 Q=Q A+QB+QC= 3Qp ppll IU3 PIU3Pcos IUIUQ llpp sin3sin3 2. 無(wú) 功 功 率 51 3. 視 在 功 率 4. 瞬 時(shí) 功 率 功 率 因 數(shù) 也 可 定 義 為 ： cos

36、 =P/S (不 對(duì) 稱(chēng) 時(shí) 無(wú) 意 義 ) )cos(2 )cos(2 AA ww tIi tUu設(shè) )2(cos cos )cos()cos(2 AAA w ww tUI ttUIiup則 52單 相 ： 瞬 時(shí) 功 率 脈 動(dòng) 三 相 ： 瞬 時(shí) 功 率 平 穩(wěn) ， 轉(zhuǎn) 矩 m p可 以 得 到 均 衡 的 機(jī) 械 力 矩 。 )2402(cos cos )2402(cos cos )2(cos cos oCCC oBBB AAA w w w tUIUIiup tUIUIiup tUIUIiup UIpppp cos3CBA wtpO 3UIcosp w tO UIcos 瞬 時(shí) 功 率

37、 平 衡 53若 負(fù) 載 對(duì) 稱(chēng) ， 則 只 需 一 個(gè) 功 率 表 ， 讀 數(shù) 乘 以 3。 CCNBBNAAN iuiuiup CBA PPPP * 三 相 負(fù) 載W3W2W1ABCN * * Ai BiCi三相四線制（ 1） 三 表 法 二 . 三 相 電 路 功 率 的 測(cè) 量 (對(duì) 稱(chēng) ， 不 對(duì) 稱(chēng) )1. 三 相 電 路 有 功 功 率 的 測(cè) 量 54 用 一 個(gè) 瓦 特 計(jì) 測(cè) 量 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 的 功 率 ： 當(dāng) 三 相 電 路 對(duì) 稱(chēng) 時(shí) ， 只 要 用 一 個(gè) 瓦 特 計(jì) 測(cè) 量 其 中 一 相 的 功 率（ 如 圖 a、 b所 示 ） ， 然 后 將 瓦 特

38、 計(jì) 讀 數(shù) 乘 以 3便 得 到 三 相 總 功 率 。W* NZ ZZABC 圖 a W* ZZZABC 圖 b 55 如 果 Y接 法 負(fù) 載 的 中 性 點(diǎn) 在 機(jī) 殼 內(nèi) 部 無(wú) 法 接 線 ， 或 者 接 法負(fù) 載 無(wú) 法 拆 開(kāi) ， 瓦 特 計(jì) 的 電 流 線 圈 不 能 串 接 入 一 相 電 路 中 ， 此 時(shí)可 采 用 人 造 中 性 點(diǎn) 的 方 法 來(lái) 測(cè) 量 一 相 的 功 率 ， 如 圖 所 示 。 圖 中 兩個(gè) 電 阻 的 值 應(yīng) 等 于 瓦 特 計(jì) 電 壓 線 圈 （ 包 括 分 壓 器 ） 的 電 阻 值 。 這樣 ， 人 造 中 性 點(diǎn) N /的 電 位 便

39、與 實(shí) 際 中 性 點(diǎn) （ 或 等 效 Y接 對(duì) 稱(chēng) 負(fù) 載中 性 點(diǎn) ） 的 電 位 相 等 ， 所 以 瓦 特 計(jì) 的 讀 數(shù) 就 是 一 相 負(fù) 載 的 功 率 。W* N /ABC 三 相對(duì) 稱(chēng)負(fù) 載R R 56 （ 2） 二 表 法 ： 這 種 測(cè) 量 線 路 的 接 法 是 將 兩 個(gè) 功 率 表 的 電 流 線 圈 接 到 任意 兩 條 端 線 上 ， 而 將 其 電 壓 線 圈 的 公 共 點(diǎn) 接 到 第 三 條 端 線（ 此 端 線 上 沒(méi) 有 功 率 表 ） 上 。若 W 1的 讀 數(shù) 為 P1， W2的 讀 數(shù) 為 P2， 則 P=P1+P2 即 為 三 相總 功 率 。

40、 三 相 負(fù) 載 W1ABC * W2兩 個(gè) 功 率 表 的 讀 數(shù) 的 代 數(shù) 和 等 于 三 相 負(fù) 載 吸 收 的 平 均 功 率 。 思 考 ： 其 它接 線 方 法 ？ 57 證 明 ： (設(shè) 負(fù) 載 為 Y接 ) 上 面 功 率 表 的 接 法 正 好 滿 足 了 這 個(gè) 式 子 的 要 求 ， 所 以 兩 個(gè)功 率 表 的 讀 數(shù) 的 代 數(shù) 和 就 是 三 相 總 功 率 。 最 后 表 達(dá) 式 僅 與 線 電 壓 有 關(guān) ， 所 以 也 適 用 接 。 iA AC BiBiC N p=uAN iA + uBN iB+ uCN iC iA + iB+ iC=0 iC= (iA

41、+ iB) p= (uAN uCN)iA + (uBN uCN) iB = uACiA +uBC iB 1 :uAC 與 iA的 相 位 差 ， 2 :uBC 與 iB的 相 位 差 。 P=UACIAcos 1 + UBCIBcos 2 W1 W2 58 (三 相 三 線 制 中 ， 不 論 對(duì) 稱(chēng) 與 否 ,可 用 二 瓦 計(jì) 法 測(cè) 量 三 相 功率 ,不 能 用 于 不 對(duì) 稱(chēng) 三 相 四 線 制 。(按 正 確 極 性 接 線 時(shí) ， 二 表 中 可 能 有 一 個(gè) 表 的 讀 數(shù) 為 負(fù) ，此 時(shí) 功 率 表 指 針 反 轉(zhuǎn) ， 可 將 其 電 流 線 圈 極 性 反 接 后 ，

42、指針 指 向 正 數(shù) ， 但 此 時(shí) 讀 數(shù) 應(yīng) 記 為 負(fù) 值 。 注 意 ： (兩 塊 功 率 表 讀 數(shù) 的 代 數(shù) 和 為 三 相 總 功 率 ， 每 塊 表 的 單 獨(dú)讀 數(shù) 無(wú) 意 義 。(兩 表 法 測(cè) 三 相 功 率 的 接 線 方 式 有 三 種 ， 注 意 功 率 表 的 同名 端 。 59 由 相 量 圖 分 析 ： 假 設(shè) 負(fù) 載 為 感 性 ， 相 電 流(即 線 電 流 )落 后 相 電 壓 。P=P1+P2=UACIAcos 1+UBCIBcos 2=UlIlcos 1+UlIlcos 2 1=30 2=30+ N ANU BNU CNU AIBI BCU30 A

43、CU30 1 2 A A NB B NC C N I U I U I U 落 后 角落 后 角落 后 角思 考 1： 此 處 相 量 圖 分 析 的 負(fù) 載 為 感 性 ， 若 負(fù) 載 為 容 性 ？ 試 用 相 量 圖 分 析 。 (負(fù) 載 對(duì) 稱(chēng) 情 況 下 ， 有 ： 01 02 cos( 30 )cos( 30 )l ll lP U IP U I 思 考 2： 在 對(duì) 稱(chēng) 負(fù) 載 中 ， 功 率 表 讀 數(shù) 隨 負(fù) 載 的 阻 抗 角 的 變 化 情 況 ？ 什 么 時(shí)候 讀 數(shù) 出 現(xiàn) 負(fù) 值 ？ 60 2 N ANU BNU CNU AIBI BCU ACU30 30 1 1=30

44、+ 2=30- 容 性 負(fù) 載 2 表 法 測(cè) 功 率 相 量 圖 61 阻 抗 角 為 不 同 值 時(shí) ， 功 率 表 的 讀 數(shù) 情 況 ： P1=UlIlcos 1=UlIlcos(30 )， P2=UlIlcos 2=UlIlcos(30+ ) P1 P2 P1=P1+P2 60o 負(fù) 數(shù) (零 ) 感 性負(fù) 載正 數(shù) 60o 負(fù) 數(shù) (零 ) 正 數(shù) llIU23 =0 llIU23 llIU3 =90o 0llIU21 llIU21 1=30 2=30+ 阻 抗 角 負(fù)60o 0o 大 表 小 表 純 電 容容 性負(fù) 載純 電 阻純 電 感 = -90o 0llIU21 llIU2

45、1負(fù)-60o 0o 大 表小 表 備 注 I UIUP llll cos3)30cos()30cos( oo 其 中 ： 62 2. 對(duì) 稱(chēng) 三 相 電 路 無(wú) 功 功 率 測(cè) 量 00AU = U 03 - 90BCU = U AI = I - f30 0 AUAIBCUBUCAU CU ABUcos(-90 )= sinBC Al lP = U I + U I *W1ABC 三相負(fù)載AIBI3 sin3 l lQ = U I = P 1） 一 表 法 測(cè) 無(wú) 功 功 率思 考 ： 其 它 接 線 方 法 ？ 串 C相 ， 接 A*B相 ；串 B相 ， 接 C*A相 ； 特 點(diǎn) ： 串 A相

46、 ， 接 B*C相 ； 63 2） 二 表 法 測(cè) 無(wú) 功 功 率無(wú) 功 功 率 Q= (P 1-P2)3 三 相 負(fù) 載W1ABC * W2P1=UlIlcos 1=UlIlcos(30 )， P2=UlIlcos 2=UlIlcos(30+ ) I Ull sin3 IU ll )30cos()30cos( oo 3 ( ）3 (P1-P2) ？分 析 ： 64 求 ： (1)線 電 流 和 電 源 發(fā) 出 總 功 率 ； (2)用 兩 表 法 測(cè) 電 動(dòng) 機(jī) 負(fù) 載 的 功 率 ， 畫(huà) 接 線 圖 ， 求 兩 表 讀 數(shù) 。解 ：例 ：Ul =380V， Z1=30+j40， 電 動(dòng) 機(jī)

47、 P=1700W， cos=0.8(滯 后 )。V0220 NA oU A1.5341.440j30 0220NA1A oo ZUI(1) D ABC Z11AI 2AI 電 動(dòng) 機(jī) AI 65 電 動(dòng) 機(jī) 負(fù) 載 ： W1700cos3 A2 IUP l A9.3623.3 9.36 ,8.0cos A23.38.03803cos3 A2A2 o o I PUPI l A9.15623.3B2 oI總 電 流 ： A2.4656.7 9.3623.31.5341.4 A2A1A ooo III kW44.32.46cos56.73803 cos3 A o總總 IUP l kW74.13041.433 2121A1 RIPZ 66表 W1的 讀 數(shù) P1： DABC Z11AI 2AI 電 動(dòng) 機(jī) (2) 兩 表 的 讀 數(shù) 如 圖 。 W1* *W2V30380BA oU A9.3623.32A oI V30380 V150380A CCA o o UU A9.15623.3B2 oI V90380 CB oU P1=UACIA2cos 1 = 3803.23cos( 30+ 36.9 ) =1218.5W表 W2的 讀 數(shù) P2：P2=UBCIB2cos 2= 3803.23cos( 156.9+90 ) =481.6W