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时间:2020-03-08
《电路基础 教学课件 作者 王俊鹍 第5章.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第5章三相电路5.1三相电源和三相负载5.2对称三相电路的分析5.3三相电路的功率5.1三相电源和三相负载5.1.1对称三相电源目前,电力系统的供电方式,几乎都是采用三相制,即三相发电机产生电能并用三相输电线输送。工程上把三个振幅相同、频率相同,但初相位不同的正弦电源与三组负载按特定方式连接组成的电路,称为三相电路。其中三相发电机每个绕组称为三相电路的一相电源,每组负载称为三相电路的一相负载。采用三相制,从发电、输电和用电各个方面来说,都比单相制具有许多优点。从电路理论角度看,三相电路不过是复杂的正弦稳态电路,可用正弦稳态电路的方法分析计算。但三相电路有它本身
2、的特点,特别是对称三相电路,因此,分析上也有相应的特点。三相交流电压是由三相发电机产生的。通常大、中型发电机磁极是旋转的,绕组是静止的,而小型发电机绕组是旋转的,磁极是静止的,如图5.1所示。图5.1三相发电机模型从图5.1中可以看出,构成转子的是三个互成120°的线圈,每个线圈是一相,三个线圈组成的发电机就是三相发电机。三相发电机的三个线圈是相同的(图5.1中只画出一匝来示意),称为三相绕组。绕组的始端工程上习惯用A、B、C表示,绕组的末端则用X、Y、Z表示,这三个的绕组与单相发电机的绕组一样。当三相绕组组成电枢在N、S磁极间绕转轴旋转时,由于穿过三个绕组中
3、的磁通量的变化,三个绕组中都有按正弦规律变化的交流电压产生。由于三个绕组在转子的位置彼此相差120°,感应电压的初相位由绕组平面与N、S磁极间的相对位置决定。现假定电枢是逆时针方向等速旋转的,AX绕组从水平位置开始移动,则在AX绕组中产生随时间按正弦规律变化的感应电压,它的初相位为零。对于BY绕组,在电枢中位置从旋转方向来讲比AX绕组落后120°,BY绕组中的感应电压也是随时间按正弦规律变化的,但相位上比uA滞后120°。同理,CZ绕组上的感应电压比uB又滞后120°。三个绕组中产生的感应电压最大值相等,都是Um。而三个绕组在电枢中位置彼此相差120°,所以三
4、个感应电压之间的相位差互为120°。在图5.2(a)所示波形图上,三相电压达到同一数值(如正最大值)的先后次序叫做相序。图5.2(a)中这种次序为A-B-C-A,称为顺序或正序。此处A相电压超前B相电压120°,B相电压超前C相电压120°。与正序相反,若C相电压超前B相电压120°,B相电压超前A相电压120°,这种C-B-A-C的相序称为逆序或负序。图5.2对称三相电源的电压波形图和相量图5.1.2三相电源的连接1.三相电源的星形(Y)连接考虑图5.3所示的三相电压源,若将各电压源的末端X、Y、Z连在一起,从三个始端A、B、C引出三根导线至负载,这种接法叫
5、做三相电源的星形连接,如图5.4所示。图5.3三相电源电路模型图5.4三相电源的星形连接星形连接时,从每相电源始端引出的导线叫做相线,又称端线,俗称火线。电源的三个末端连接在一起的那一公共端点,叫做中性点或零点,用N表示。从中性点N引出的导线,叫做中性线,简称中线。当中性点接地时,中线又称为地线或零线。2.三相电源的三角形(△)连接若将各相电源的始末端依次相连接,即X与B、Y与C、Z与A相连接成一个三角形回路,再从三个连接点A、B、C引出三条端线向外送电,这种接法称为三相电源的三角形连接,如图5.6所示。图5.6三相电源的三角形连接对于对称的三相电源一般表达为
6、UL=UP图5.7三相电源三角形连接回路电压测量5.1.3三相负载的连接三相负载是指使用交流电流的用电器的总和。在有中线的情况下构成所谓三相四线制,没中线时称为三相三线制。三相电路中,流过每相负载的电流,称为相电流;流过每根端线的电流,称为线电流。图5.8三相负载的Y形连接图5.9对称负载三相三线线制供电电路2.负载的三角形连接图5.10所示为三相负载的三角形连接。图5.10三相负载的三角形连接图5.11对称三相三角形连接负载的电压、电流相量图如果三相异步电动机的铭牌上标明连接方式是220/380V、△/Y,当电源的线电压为380V时,电动机的三相绕组必须接成
7、星形(Y),当电源的线电压为220V时,电动机的三相绕组必须接成三角形(△),否则会使负载因电压过高而烧毁或因电压过低而不能正常工作。5.2对称三相电路的分析三相电路实质上是一种特殊的复杂正弦电路,前面讨论过的正弦稳态电路的分析方法对三相电路也完全适用,但由于三相电路结构上的特点,尤其是对称三相电路的分析计算又有自身特点,利用这些特点,可以大大简化计算。5.2.1负载星形接法的三相电路三相电源一般为星形连接,因此,负载星形接法时三相电路为Y-Y的对称三相电路,一般采用三相四线制系统,如图5.12所示。图5.12Y-Y连接对称三相电路根据Y-Y连接对称三相电路的
8、上述特点及线电量与相电量之间的关系,Y
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