1、第四章,三相电路,主讲教师 龚军,引言,三相电路的初步概念：,三个频率相同，相位不同的交流 电源与三组负载按特定方式连接 组成的供电和用电系统,第四章 三相电路,三相制的优点：,几何尺寸相同的三相发电机比单相发电机的容量大,三相输电比单相输电经济,三相电动机比单相电动机运行平稳,4-1 三相电源,4-1-1 三相电源的产生,=NBSsint,4-1-1 三相电源的产生,对称三相电源,uA+ uB+ uC,=0,4-1 三相电源,4-1-1 三相电源的产生,对称三相电源,=0,4-1 三相电源,4-1-2 三相电源的星形(Y)连接,相线（端线，火线）,线电压,相电压,中点(零点),中线(零线、地
2、线),1、术语及变量参考方向的习惯规定,4-1 三相电源,4-1-2 三相电源的星形(Y)连接,2、线电压与相电压的关系,(位形相量图),例1 (见教材练习与思考4-1-1),4-1-2 三相电源的星形(Y)连接,例2 (见教材练习与思考4-1-2),4-1-2 三相电源的星形(Y)连接,=0,2、线电压与相电压的关系,4-2-1 三相负载的两种连接方式，对称三相负载,ZA=ZB=ZC=Z,4-2 三相负载的星形(Y)连接,对称三相负载,4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,Y0-Y0,4-2 三相负载的星形(Y)连接,相电流,线电流,Y-Y,中线电流,线电流等于对应的相电
3、流,4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,4-2 三相负载的星形(Y)连接,ZA=ZB=ZC=Z,如果电源和负载都对称,=0,例1 (参见教材例4-2),Ul=380V，Z=(40+j30),4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,4-2 三相负载的星形(Y)连接,=4.436.9A,对称三相电源,星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,线电流就是对应的相电流,星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,若 ZA=ZB=ZC=Z,对称三相负载,对应的先行相30。,星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,对星形连接的三相三线制三相电路，如果负载不对称，,一
4、般则要用节点电压法分析。,220V 40W,Ul=380V,例2 (参见教材例4-3),UB=UC=220V,RB=r/4=302.5,RC= r =1210,= (0.345j0.598)A,= (0.09+j0.156)A,4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,中线电流不为零,220V 100W,Ul=380V,RB=r/4=302.5,RC= r =1210,例2 (参见教材例4-3),中线的作用,例3、图示对称三相电源的线电压为380V，求各相负载的相电压。,=138.9132,= 92.9j103.2,4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,=3
5、29.5 18.3,=89101.1,=294.293.3,电阻负载两相电压大小的比较,三相电源相序的测试,4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,三相电源相序的测试,4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,相序：三相电压(或电流)达到同一相位点的先后顺序,ABC,(正序),明确三相电源相序的重要性,4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,如何测试三相电源的相序,例4 图示三相电路，已知对称三相电源的相电压为220V，A相和B相的负载各为10只220V，100W的灯泡，C相负载为30只220V，100W的灯泡。,(1) 求负载各相电压和电流
6、、中线电流；,(2) 若无中线，求负载各相电压、电源中性点与负载中性点间的电压；,(3) 无中线，分别画出C相负载开路和短路两种情况下的位形相量图。,4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,RA=RB=48.4,RC=16.1,(1),= (2.28j3.94)A,=( 6.83+j11.83)A,（中线电流不为零！）,（虽然负载不对称，但 各相负载承受的是电源 相电压，灯能正常发光）,4-2-2 负载星形连接的三相三线制、三相四线制三相电路,RA=RB=48.4,RC=16.1,（各相负载承受的电压高于 或低于电源相电压，灯不能 正常发光）,(2),(3) 无中线，C相负载
7、开路,RA=RB=48.4,RC=,（未断开的两相负载电压下降至电源线电压的1/2！）,RA=RB=48.4,RC=0,(3) 无中线，C相负载短路,(O),（未短路的两相负载电压上升至电源的线电压！）,4-3 三相负载的三角形()连接,1、线电压与相电压的关系,线电压就是对应的相电压,2、对称情况下线电流与相电流的关系,ZAB=ZBC=ZCA=Z,=Iph,=Iph120,=Iph120,4-3 三相负载的三角形()连接,4-3 三相负载的三角形()连接,2、对称情况下线电流与相电流的关系,例1 (见教材习题4-7),ZAB=ZBC=ZCA=1060,ZAB=ZBC=ZCA = j76,=2
8、030,例2 (见教材例4-6),=8.6660=(4.33+j7.5)A,=1160=(5.5j9.53)A,=9.83j2.03=10.0411.7A,4-3 三相负载的三角形()连接,例3 (见教材练习与思考4-3-1),Il=3IYl,例4 (见教材练习与思考4-3-3),例2 (见教材练习与思考4-3-3),4-3 三相负载的三角形()连接,负载的相电压就是对应的电源线电压,负载对称时线电流与相电流的关系,4-4-1 三相电路的功率,与时间无关！,p(t)=pA+pB+pC,p(t)=2UphIphsin(t)sin(t),p(t)= UphIphcos UphIphcos(2t),
9、p(t)=3UphIphcos,+ 2UphIphsin(t120)sin(t 120),+2UphIphsin(t+120)sin(t +120),+ UphIphcos UphIphcos(2t +120),+ UphIphcos UphIphcos(2t 120),对于对称三相电路,4-4 三相电路的功率与测量,=uAiA+uBiB+uCiC,1、瞬时功率,对于对称三相电路,P=3UphIphcos,Y连接：,4-4 三相电路的功率与测量,1、瞬时功率,2、有功功率,P=PA+PB+PC,P=UAphIAphcosA+ UBphIBphcosB + UCphICphcosC,4-4-1
10、三相电路的功率,4-4 三相电路的功率与测量,3、对称三相电路的无功功率,Q=3UphIphsin,4-4-1 三相电路的功率,4、对称三相电路的视在功率,4-4 三相电路的功率与测量,例1 (见教材练习与思考4-4-1),Ul=380V，Z=5030,PY=2508 W,=34.4A,P= 32508 W,P=3PY,4-4 三相电路的功率与测量,例2 (见教材练习与思考4-4-2),(1) PY=3P,(2) S=3UpIp,(3) cos=P/3UpIp,(5) Q=3UlIl cos,(6) S=SA+SB+SC,( ),( ),( ),( ),( ),( ),(1) P=3PY,(4
11、) P=3UpIp cos,(5) Q=3UpIpsin,例3 (见教材练习与思考4-4-3),Ul=380V，P=5kW，Q=4k var,cos=cos(arctg0.8)=0.781,4-4 三相电路的功率与测量,例4 (见教材习题4-13),Ul=380V,f=50Hz,P=10kW,cos=0.5,C=100F,(4) S闭合 求 P、Q、S,Ul=220VIl=17.3AP=4.5kW,例5 (见教材习题4-8),(1),4-4-2 三相电路功率的测量,1、三相四线制电路功率的测量,4-4 三相电路的功率与测量,测量原理,功率表联接,4-4-2 三相电路功率的测量,4-4 三相电路的功率与测量,2、三相三线制三相电路功率的测量,+,-,F,1(t),j,t/s,O,B,A,+,.,U,+,(d),( ),( ),对称情况分析,P=UlIlcos(30)+ UlIlcos(30+),P=2UlIlcos30cos,2、三相三线制电路功率的测量,12-4-2 三相电路功率的测量,
