《电路与模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第4章 三相交流电路

第4章三相交流电路 目前发电及供电系统都是采用三相交流电。 在日常生活中所使用的交流电源,只是三相交流 电其中的一相。工厂生产所用的三相电动机是 相制供电,三相交流电也称动力电 本章主要介绍三相交流电源、三相负载的联 接及电压、电流和功率的分析及安全用电常识

目前发电及供电系统都是采用三相交流电。 在日常生活中所使用的交流电源，只是三相交流 电其中的一相。工厂生产所用的三相电动机是三 相制供电，三相交流电也称动力电。 本章主要介绍三相交流电源、三相负载的联 接及电压、电流和功率的分析及安全用电常识。 第4章 三相交流电路

4.1三相交流电源 A相线 LcA BC C相线 (a)三相对称电源 120° 12 GT 五2o°40 (b)三相电波形图 (c)三相电相量图 图4.1三相交流电 U=Usino t Umsin(at-1200 uc=Umsin(ot-2400)=Umsin(at+1200) UF3

u A ＝Umsinωt uB ＝Umsin(ωt－1200 ) uC ＝Umsin(ωt－2400 ) ＝Umsin(ωt＋1200 ) 4.1 三相交流电源 Ul= 3 Up

42三相交流负载 42.1负载的丫形联结 负载丫形与联结时,线电流 与相电流l、线电压与相电压 的关系为 图4.2三相四线制 U IN=l+lB+Ic A B 三相四线制的中线不能断开,中线上不允许安装熔断器和开 关

4.2.1 负载的ㄚ形联结 负载ㄚ形与联结时，线电流I l 与相电流Ip 、线电压与相电压 的关系为 三相四线制的中线不能断开,中线上不允许安装熔断器和开 关。 4.2 三相交流负载       = = = l p p p l p U U Z U I I 3 A A A Z U I • • = B B B Z U I • • = C C C Z U I • • = B C A I N I I I • • • • = + +

如果负载=2=称为对 称负载,这时的l== 相位互差120。 Ic IN=l+IB+Ic=o 图4.3对称负载电流相量图 对称负载丫接中线可以省去,构成丫联结三相三线制 额定功率P≤3kW的三相异步电动机,均采用丫联结三 相三线制

如果负载ZA ＝ZB ＝ZC称为对 称负载，这时的IA ＝IB ＝IC 相位互差1200 。 对称负载ㄚ接中线可以省去，构成ㄚ联结三相三线制。 额定功率PN ≤3kW的三相异步电动机，均采用ㄚ联结三 相三线制。 = + + = 0 • • • • B C A I N I I I

422负载的△形联结 如果三相异步电动机的额定功率 P≥4kW时,则应采用△形联结 负载△形联结的特点是: 图4.4负载的△形联结 UnU,目负载的△形联 结只有三相三线制

如果三相异步电动机的额定功率 P N≥4kW时，则应采用△形联结. 负载△形联结的特点是： Ul＝Up I l＝ Ip 三相负载的△形联 结只有三相三线制。 4.2.2 负载的△形联结 3 p l p p p Z U Z U I = =

423三相功率 三相负载总的功率计算形式与负载的联结方式无关。 三相总的有功功率P=Pa+Pb+P 三相总的无功功率Q=Q+Qb+Q 三相总的视在功率S=P2+Q 如果负载对称,则P=3 U cOS=3U11coso 三相总的功率分别为Q=3nl2sm=√3U1 sIn pp S=3Unn=√3U11

三相负载总的功率计算形式与负载的联结方式无关。 三相总的有功功率 P＝Pa＋Pb＋Pc 三相总的无功功率 Q＝Qa＋Qb＋Qc 三相总的视在功率 如果负载对称，则 三相总的功率分别为 4.2.3 三相功率 2 2 S = P + Q        = = = = = = p p l l p p l l p p l l S U I U I Q U I U I P U I U I 3 3 3 sin 3 sin 3 cos 3 cos    

【例41】图45所示的三 相对称负载,每相负载的电 阻R=6g2,感抗X=89,接 入380V三相三线制电源。试 比较丫形和△形联结时三相 图4.5例4.1的图 负载总的有功功率。 解:各相负载的阻抗z=VR2+x1=v62+82=109 丫形联结时,负载的相电压 U,380 =220V 线电流等于相电流1=1==20 22A

如图4.5所示的三 相对称负载，每相负载的电 阻R＝6Ω，感抗XL ＝8Ω，接 入380V三相三线制电源。试 比较ㄚ形和△形联结时三相 负载总的有功功率。 解：各相负载的阻抗 ㄚ形联结时，负载的相电压 线电流等于相电流 【例4.1】 = + = 6 +8 =10 2 2 2 Z R Xl 220V 3 380 3 = = = l p U U 22A 10 220 = = = = Z U I I p l p

负载的功率因数cR_6=06 10 故丫形联结时三相总有功功率为 11cos=√3×380×22×06=87kW 改为△形联结时,负载的相电压U=U1=380v 负载的相电流r 380 =38A 10 则线电流l=3=33×38=66A △形联结时的三相总有功功率为 √3:0s=√30×66×0.6=261kW 可见P△= 3P Y

负载的功率因数 故ㄚ形联结时三相总有功功率为 改为△形联结时,负载的相电压 Up ＝Ul ＝380V 负载的相电流 则线电流 I l ＝ I p ＝ ×38＝66A △形联结时的三相总有功功率为 P△ ＝ Ul I l cos＝ ×380×66×0.6＝26.1 kW 可见 P△ ＝ 0.6 10 6 cos = = = Z R  P = 3Ul I l cos = 3 380220.6 = 8.7kW 38A 10 380 = = = Z U I p p 3 3 3 3 P 3

本章小结 三相交流发电机产生按正弦规律变化的三相幅值相 等、频率相同、相位互差120的交流电。 负载星形联结 负载角形联结=、l=√3 三相有功功率P=P+Pb+P 三相负载对称=3Uc0s=33U0s 中线上不允许接熔断器及开关

三相交流发电机产生按正弦规律变化的三相幅值相 等、频率相同、相位互差1200的交流电。 负载星形联结 I l＝Ip 、Ul＝ Up G g 负载角形联结 Ul＝Up、 I l＝ Ip G d 三相有功功率 P＝Pa＋Pb＋Pc， v 三相负载对称 P＝3Up Ip cos＝ Ul I l cos g 中线上不允许接熔断器及开关。 本章小结 3 3 3

第5章电路的暂态分析 在含有储能元件(电容、电感)的电路中, 当电路的某处联结或元件的参数发生变化,使储 能元件储能或释放能量而导致电路中的电压及电 流产生暂时的变化过程,这个暂时的变化过程称 为电路的暂态。暂态过程发生之前或暂态过程结 束之后的电路状态均称为稳态。 本章主要讨论运用三要素法分析暂态过程中 电压和电流的变化规律及常用的RC微积分电路

在含有储能元件（电容、电感）的电路中， 当电路的某处联结或元件的参数发生变化，使储 能元件储能或释放能量而导致电路中的电压及电 流产生暂时的变化过程，这个暂时的变化过程称 为电路的暂态。暂态过程发生之前或暂态过程结 束之后的电路状态均称为稳态。 本章主要讨论运用三要素法分析暂态过程中 电压和电流的变化规律及常用的RC微积分电路。 第5章 电路的暂态分析