5.2三相负载的连接(课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（华东师大版）

三相正弦交流电路 主题5 1. 掌握三相正弦交流电的产生原理，了解相序的意义。 2. 掌握对称负载星形连接方式下线电压和相电压的关系及线电流、相电流和中性线电流的关系。 3. 掌握对称负载三角形连接方式下线电压和相电压的关系及线电流和相电流的关系。 知识目标 1. 能够通过调查企业生产用电的现状，列举三相交流电的应用。 2. 能够通过测量，描述三相四线制中线电压与相电压的关系。 技能目标 三相正弦交流电源 探寻1 三相负载的连接 探寻2 验证三相负载作星形连接时的中性线作用 实训 验证三相负载作星形连接时的中性线作用 目录 三相负载的连接 探寻2 三相异步电动机定子绕组分3组，共有6个出线端，3个绕组的首端接头分别用U1、V1、W1表示，其对应的末端接头分别用U2、V2、W2表示。在实际应用中，为什么三相异步电动机的绕组有的按如图（a）所示连接，有的按如图（b）所示连接？ 三相异步电动机定子绕组的连接方法分为星形连接法和三角形连接法。连接方法不同，绕组两端的电压和流过绕组的电流各不相同。星形连接法降低了绕组承受电压与启动电流，但是也降低了电动机功率。三角形连接法提高了电动机功率，但绕组承受电压大，启动电流大。 ▲ （a）星形连接原理图与接线图 ▲ （b）三角形连接原理图与接线图 学习引入 三相负载的星形连接 一 1. 三相负载的星形连接方式 ▲ 负载星形连接的三相四线制电路 知识链接 三相负载的星形连接，每相负载两端的电压称为负载的相电压。若忽略输电线上的电压降，负载的相电压等于电源的相电压，电源的线电压为相电压的 倍。即： 流过每相负载的电流称为负载的相电流，用 表示，通用符号为IP。流过每根相线的电流称为线电流，用 表示，通用符号为IL。线电流和相电流的大小相等，即： 知识链接 2. 三相负载对称的情况 若接入三相交流电路的负载， 阻抗和阻抗角都相同（即|ZU| = |ZV| = |ZW| = |Z| 且φU = φV = φW = φ），这样的电路称为三相负载对称电路。三相异步电动机、三相变压器等三相负载一般都是对称的。 若星形连接的三相负载是对称的，则有以下关系成立： 即 大小相等，相位互差120°。中性线电流可由基尔霍夫电流定律得出： 对称的三相四线制电路中，中性线电流为零，即中性线不起作用，可以将中性线拆除，成为三相三线制系统。 3. 三相负载不对称的情况 若三相负载不对称，中性线中便会有电流通过，此时中性线不能拆除，否则会造成负载上三相电压不对称，影响电气设备的正常工作。 知识链接 三相负载的三角形连接 二 三相负载的三角形连接。三相负载阻抗分别为|ZU|、|ZV|、|ZW|，阻抗角分别为φU、φV、φW。 1. 三相负载的三角形连接方式 每相电流的大小计算公式为： 由基尔霍夫电流定律可知，各线电流由两相电流决定。即： 知识链接 2. 三相负载对称的情况 如果三相负载对称，即阻抗和阻抗角都相同，则相电流也是对称的。即： 三相负载对称时，以 为参考相量，画出相量图，计算可知IL= 2IPcos30°，即： 在三相负载为三角形连接时，在对称条件下，线电流是相电流的倍，且相位滞后于相应的相电流30°。 知识链接 在三相负载为星形连接的对称三相交流电路中，电源线电压为380V，每相负载的电阻为8Ω，电抗为6Ω。 例5-2 在正常情况下，由于三相负载对称，中性线电流为零，所以，各相负载的相电压仍为对称的电源相电压。 解： 每相负载的阻抗为 正常情况下，每相负载的相电压和相电流。 求： 所以，每相的相电流为 知识链接 三相负载的功率 三 三相负载所吸收的有功功率等于各相有功功率之和，即： 1. 有功功率 式中，φU、φV、φW分别是U相、V相、W相的功率因数角，等于各相负载的阻抗角或相电压与相电流的相位差角。 在三相负载对称电路中，由于各相的相电流、相电压及其相位差分别相等，则总的有功功率为： 知识链接 在三相对称负载为星形连接时，相电压与线电压、相电流与线电流的关系为： 在三相对称负载为三角形连接时，相电压与线电压、相电流与线电流的关系为： 将它们分别代入，可得三相对称负载的有功功率计算公式为： 知识链接 2. 无功功率 三相负载总的无功功率等于各相无功功率之和，即： φ——各相相电压与相电流的相位差，即各相负载的功率因数角。 总的无功功率计算公式为： 可转化为： 3. 视在功率 三相负载的视在功率由三相负载的有功功率和无功功率决定，即： 在三相负载对称电路中，视在功率表达式可以转化为： 知识链接 在三相负载对称电路中，每相的电阻为6Ω，电抗为8Ω，电源线电压为380V。 例5-3 每相负载的阻抗为