电路分析基础(马颖西电版)第6章三相交流电路

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1、第6章三相交流电路6.1三相电源6.2三相负载的连接6.3三相电路的功率本章小结阅读材料：安全用电常识实验10三相交流电路电压、电流的测量6.1三相电源　　所谓三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的正弦交流电源按一定方式连接而成的电源。6.1.1对称三相电源　　三相发电机是将三组完全相同的绕组对称固定在同一圆柱形铁芯上，固定不动，这三个绕组在空间位置上互相差120°角。当中间转动的励磁绕组以角频率ω匀速旋转时，三相绕组会同时产生三个大小及频率相同而相位互差120°的对称三相电动势，这就是三相交流发电机的原理。图

2、6-1(a)所示是三相交流发电机的结构示意图。图6-1三相交流发电机结构示意图及电压波形图三相发电机的三个绕组匝数相等，尺寸和绕法相同，空间几何位置互差120°，就构成了对称三相电源，其中每一个电源称为一相。三相电压源的始端称为相头，标以U1、V1、W1；末端称为相尾，标以U2、V2、W2。一般令U相初相为零，V相滞后U相120°，W相滞后U相120°，这三相电压的幅值相等、频率相同、相位互差120°，称为对称三相电压。各相电压的瞬时值表达式分别为(6-1)其波形如图6-1(b)所示，相量表达式为对应的相量图如图6-2所示。　　根据K

3、VL可知，对称三相电压的瞬时值或相量之和为零，即(6-2)(6-3)图6-2对称三相电压相量图三相交流电依次到达正最大值(或零值)的顺序称为相序。　　如上所述，uU超前uV120°，uV超前uW120°，而uW又超前uU120°，则相序为U→V→W→U，称为正序；反之，若相序为U→W→V→U，则称为负序(又称逆序)。许多需要正、反转的生产设备可通过改变相序来实现，例如三相电动机在正序电压供电时正转，改成负序电压供电则反转。因此，使用三相电源时必须注意它的相序。　　为使电力系统能够安全可靠地运行，通常统一规定技术标准，一般采用正序，并用不同

4、颜色加以区分，规定U相为黄色，V相为绿色，W相为红色。6.1.2对称三相电源的连接方式　　三相电源有两种连接方式，一种是星形接法(符号Y)，另一种是三角形接法(符号△)。1.三相电源的星形连接(Y形连接)将三相电源三相绕组的始端U1、V1、W1(相头)分别与负载相连，作为三相输出端；末端U2、V2、W2(相尾)连接在同一点N上，这种连接方式叫做星形(Y形)连接，如图6-3(a)所示。从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线，称为端线或相线，俗称火线。Y形公共连接点N称为中点，从中点引出的导线叫做中线或零线，有时将中线接地，故又称

5、为地线。　　由三根相线和一根中线构成的供电系统称为三相四线制供电系统。通常低压供电网采用三相四线制，日常生活中见到的只有两根导线的单相供电线路只是其中的一相，是由一根相线和一根中线组成的。　　三相四线制供电系统可输送两种电压：一种是相线与中线之间的电压UU、UV、UW，称为相电压；另一种是相线与相线之间的电压UUV、UVW、UWU，称为线电压。如图6-3(b)所示，通常规定相电压的参考方向从始端指向末端(从相线指向中线)，线电压的参考方向规定为由下标中的前一字母指向后一字母，例如UUV，则是由U端指向V端。由图6-3(b)可知，各线电压

6、与相电压之间的关系为　　若是对称三相电源，可画出对称三相电源相电压与线电压的相量图如图6-4所示。(6-4)图6-3三相电源星形连接及电压关系示意图图6-4相电压与线电压的相量图由图6-4可知，若相电压是对称的，则线电压也是对称的。线电压等于相电压的　　倍，且在相位上比相应的相电压超前30°。将线电压的有效值用UL表示，相电压的有效值用UP表示，由相量图可知它们的关系为故各线电压与对应的相电压的相量关系为(6-5)(6-6)【例6-1】在星形连接的三相对称电压中，已知=220∠90°V，试写出其他两相相电压和线电压的相量，并作出

7、相量图。　　解由公式(6-6)可得相量图如图6-5所示。图6-5例6-1相量图我国的低压配电系统的供电方式是三相四线制，规定线电压是380V，则相电压是220V。这样负载可根据额定电压决定其接法：若负载额定电压是380V，就接在两根端线之间；若额定电压是220V，就接在端线和中线之间。　　必须注意：不加说明的三相电源和三相负载的额定电压都是指线电压的有效值。2．三相电源的三角形连接(△形连接)将三相绕组的相头和相尾依次连接在一起，如图6-6所示，称为三相电源的三角形(△形)连接。这时从三个连接点分别引出的三根端线就是火线。

8、显然，当电源采用三角形连接时，线电压就是相电压，即各线电压与对应的相电压用相量表示为(6-7)(6-8)图6-6三相电源的三角形连