高三下电子工业出版社电工技术基础与仿真（Multisim 10）课件项目5三相交流电路分析

项目5 三相交流电路分析 5.1 任务1 三相电源分析 5.1.1 对称三相电源 三相正弦交流电压是由三相交流发电机产生的。发电机的内部构造如图所示。 在发电机的定子上，固定有三组完全相同的绕组，它们的空间位置相差1200。其转子是一对磁极，定子与转子间的空气隙中的磁场按正弦规律分布。 当发电机的转子以角速度ω按逆时针方向旋转时，在三个绕组的两端分别产生幅值相同、频率相同、相位依次相差1200的正弦感应电动势。 5.1.2三相电源的联结 1．三相电源的星形(Y)联结 通常把发电机的三相绕组的末端U2、V2、W2联成一点N，而把始端U1、V1、W1作为外电路相联结的端点，这种联结方法称为三相电源的星形(Y)联结， 线电压的有效值用 表示，相电压有效值用 线电压的相位超前其所对应的相电压300。 在三相电路中，三个线电压的关系是 2．三角形连接 三相绕组的首端与另—相的末端依次连接，构成一个闭合回路，然后从三个连接点引出三条相线。可以看出这种连接法供电只需三条导线，但它所提供的电压只有一种，即 操作训练1 三相电路的仿真分析 1.训练目的 1)学会三. 相对称负载联结时线电压和相电压的测量方法。 2)学会三相对称负载△联结时线电流和相电流的测量方法。 3)了解不对称负载联结时中性线的作用。 2.仿真测试 （1）测量相电压 连接电路。相线与中性线间的电压为相电压，在指示元件库中取电压表，属性设置为AC，电路连接如图5-6所示。 打开仿真按钮 （2）测量线电压 连接电路。相线与相线间的电压为线电压。 （3）测试相序 电路连接，将四踪示波器接入 5.2 任务2 负载的星形、三角形联结分析 5.2.1 负载的星形联结 设U相负载的阻抗为ZU，V相负载的阻抗为ZV，W相负载的阻抗为ZW，则负载星形联结的三相四线制电路一般表示为如图所示的电路。 1.基本概念 1）每相负载两端的电压称为负载的相电压，流过每相负载的电流称为负载的相电流。 2）流过相线的电流称为线电流，相线与相线之间的电压称为线电压。 3）负载为星形联结时，负载相电压的正方向规定为自相线指向负载中性点。相电流的正方向与相电压的正方向一致。线电流的正方向为电源端指向负载端。中线电流的正方向规定为由负载中点指向电源中点。 2．特点 1）每相负载电压等于电源的相电压。 2）相电流等于对应的线电流。 3）中线电流等于三相电流之和。 若三相负载对称，则 5.2.2 负载的三角形联结 三相负载做三角形联结的电路 设U、V、W三相负载的复阻抗分别为ZUV、ZVW、ZWU，则负载三角形联结的电路具有以下基本关系。 (1)各相负载承受电源线电压 (2)各相电流可分成三个单相电路分别计算 (3)各线电流由相邻两相的相电流决定 5.2.3对称三相电路的分析 【例5-1】三相四线制电路中，如图所示，已知每相负载阻抗为 ,外加线电压为380V，试求负载的相电压和相电流。 解：由题目可知三相电路对称，故只需计算一相情况，其余可以根据对称关系写出。 由线电压和相电压的关系 【例5-2】如图所示电路，设三相电源线电压为380V，三角形联结的对称三相负载每相阻抗 ，求各相电流和线电流。 解：设 根据对称三相电路的特点可以直接写出其余两相电流为 根据对称负载三角形联结时线电流和相电流的关系有 5.2.4 不对称三相电路的分析 【例5-3】已知星形联结三相电路如图所示，电源电压对称，线电 压 ，负载为灯泡组，若已知 ,求线电流及中线电流 解：三相电路不对称，应分别计算各相的工作情况。 线电流为 中线电流 【例5-4】如图5-18所示，三相对称三角形联结的负载，若每相负载阻抗为 电源线电压为380V，试求：当开关S打开时，各线电流。 解：当开关S打开时，应先计算各相电流，设 为电压参考相量，则 各相电流 操作训练2 负载星形、三角形联结性能测试 1.训练目的 1）学会三相对称负载联结时线电压和相电压的测量方法。 2)学会三相对称负载△联结时线电流和相电流的测量方法。 3)了解不对称负载联结时中性线的作用。 2.仿真实验 （1）对称负载星形联结 1）电路连接。如图所示。 (2)不对称负载星形联结电路仿真 （3）对称负载△联结 任务3 三相电路的功率分析 三相交流电路是三个单相交流电路的组合，因此不论三相负载采用何种联接方式或三相负载对称与否，三相交流电路的有功功率P为 三相交流电路的无功功率Q为 三相交流电路的视在功率S为 三相电路的总功率(有功功率)等于三相功率之和 可见无论对称负载是星形联结还是三角形联结 【例】三相负载