清华考研电路原理课件第13章三相电路

《电路原理》(学科代码827)是电气工程、电子、自动化等多个专业考研的专业课科目。清华大学《电路原理》课程在1993年获清华大学一类课称号,并连续两次通过复审,2002年被列为“清华大学百门精品课程建设”项目。2005年评为北京市精品课程。本资料为清华电路课程电子讲义,对有志报考相关院校电类专业或进行自学的同学有较高的参考价值。

清华大学电路原理电子课件

江辑光版

参考教材：

《电路原理》（第2版）清华大学出版社，2007年3月江辑光刘秀成《电路原理》清华大学出版社，2007年3月于歆杰朱桂萍陆文娟《电路》（第5版）高等教育出版社，2006年5月邱关源罗先觉

第13章三相电路 13章本章重点本章重点 13.1三相电源 13.1三相电源 13.2 13.2对称三相电路对称三相电路 13.3不对称三相电路示例 13.3不对称三相电路示例 13.4 13.4三相电路的功率三相电路的功率

本章重点

对称三相电路在不同联接方式下，

相电压与线电压、相电流与线电流的关系。对称三相电路的抽单相计算方法。不对称三相电路的计算。三相电路功率的计算与量测。

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13.1三相电源(Three-Phase Sources)一、对称三相电源的产生 1.对称三相电源的产生 A Yº Iº C S Z转子：特殊形状的电磁铁(B正弦分布)定子：完全相同三个绕组在空间互差120o当转子以角速度ω转动时，三个 t线圈中便产生感应电动势。设：A、B、C为始端, X、Y、Z为末端 A B C

ωN X B

三相同步发电机示意图

eAX

eBY

eCZ

三个线圈中感应电动势特点:

ω相同 U m相同相位不同

e A领先 e B 120 e B领先 e C 120 e C领先 e A 120

三相电源符号 A+ B+ C+u A领先 uB 120 uB领先 uC 120 uC领先 u A 120

uA– X

uB– Y

uC– Z

2.对称三相电源的表示 a.瞬时值表达式 A B C+++ uA uB uC––– X b.波形图 Y Z

uA ( t )= 2U sinωt uB ( t )= 2U sin(ωt 120o ) uC ( t )= 2U sin(ωt+ 120o )

ωt

c.相量表示 A= U∠0o U B= U∠ 120o U C= U∠120o U

C U° 120 120°° 120 120°° 120 120°

A U

B U3.对称三相电源的特点

uA+ uB+ uC= 0 +U +U =0 U A B C

4.对称三相电源的相序(phase sequence):每相电源经过同一值(如最大值)的先后顺序。正序(positive sequence) A-B-C-A C电压相量图 B A电压相量图负序(negative sequence) A-C-B-A B C A

以后如果不加说明，一般都认为是正相序。

二、对称三相电源的联接 1.星形联接(Y接)三个绕组的末端 X, Y, Z接在一起，从始端 A,B, C引出线。 U AA+– X Y Z A

名词介绍： AB U CA UN B C

①火线(端线):A,B,C三端引出线。②中线： X,Y,Z连接点引出线。

C U C–

U B

B+

–

BC U

③线电压(line voltage):火线与火线之间的电压 U AB, U BC, U CA ,U ,U 4相电压(phase voltage):每相电源(负载)的电压 U A B C

Y接三相电源的线电压与相电压的关系，A+– Y X Z–+

A U

AB U CA UN B B C

=U = U∠0o设U AN A BN= U B= U∠ 120o U CN=

U C= U∠120o U

U C–

B U

BC U

则： U

= U A B

U= U∠ 0 U∠ 120= 3 U∠ 30 BN AN

BC= U U = U∠ 120o U∠120o= 3U∠ 90o U CN BN

U = U∠120o U∠0o= 3U∠150o= U AN CA CN

利用相量图得到相电压和线电压之间的关系： U U AB CN AB= U AN U BN U U o CA U 30 BN BC= U BN U CN U o 30 U AN CA= U CN U AN U30o

= 3U ∠30o U AB AN

U BN

BC= 3U B N∠ 30o U CA= 3U CN∠ 30o U

U BC

线电压对称(大小相等，相位互差120o)

2.三角形联接( 接)三个单相电源首尾相接，由三个连接点引出三条线。Z

U C

–

A+

A U–

思考：会否将电源毁坏？不会.B C

C+ Y–

B U

B+

A+U B+U C= 0 U

I=0, 接电源中不会产生环流。注意：始端末端要依次相连不能搞错。

若C相接反时 C U正确接法

A U B U U C

+U U = 2U U A B C C

2U C

接反了

I≠0, 接电源中将会产生环流。思考：如何保证不接错？

接三相电源的线电压与相电压的关系Z

C U

–

A+

A U–

C+ Y–

B U

B+

B C

= U∠0o设 U A = U∠ 120o U B C= U∠120o UC

=U = U∠0o U AB A BC= U B= U∠ 120o UBC B

=U = U∠120o U CA C

线电压等于对应的相电压。返回目录

13.2对称三相电路的计算对称三相电路(symmetrical three-phase circuit):电源对称,负载对称,火线阻抗相等的三相电路。一、Y-Y接对称三相电路的计算 Zl I A+ UA Z _ N ZN n Z U _ C _ Z Zl I B + UB+ I C

线电流与对应的相电流相同

名词介绍：

Zl ,I ,I I A B C

线电流(line current):流过火线的电流

相电流(phase current):流过每相电源(负载)的电流

Zl+ UA U C

I A

_ N _ _ + U B

ZN Zl I B C I

Z n Z Z

以N点为参考点,列写节点方程

Zl +U +U U 3 1 A B C (+ )U n= Z+ Zl Z N Zl+ Z由节点方程解得:则三相负载电流为: U A = I A Zl+ Z

=0 U n B U B= I Zl+ Z

C U IC= Zl+ Z

三相相(线)电流对称

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