第五章 三相交流电路

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1、第五章三相交流电路一、内容提要三相电路在工农业生产上广泛应用。而发电机和输配电一般都采用三相制；在用电方面最主要的负载是交流电动机，而交流电动机多数是三相的。所以本章重点讨论三相制电源的线电压和相电压、线电流与相电流的关系，对称三相负载的连接和取用的功率问题。二、基本要求1、三相对称电路中相电压（电流）与线电压（电流）之间的关系以及不对称电路的概念；2、三相负载的基本连接方法；星形接法和三角接法；3、掌握三相电路的分析与计算方法4、了解三相电功率的计算及测量；5、掌握安全用电技术。三、学习指导由三相电源供电的电路叫三相电路，三相电源可以接成星形，也可以接成三角形。接星形有中线时可以向外提供两

2、种电压，即线电压U和相电压Up且Ul=Up，而三角形接法时仅能向外提供一种电压，且Ul?Up。1.三相对称交流电压幅值相等，频率相同，彼此的相位差为120，这种电压称为三相对称交流电压。即u1?Umsin?t，0u2?Umsin(?t?2?)?Umsin(?t?1200)3u3?Umsin(?t??4?)?Umsin(?t?1200)300其相量表示式为：U1?U?0V，U2?U??120V?U(??1?j)V22U3?U?120V?U(?三相交流电的瞬时值或相量之和为零，即u?u1?u2?u3?0,?01?j)V22U1?U2?U3?0???2.三相电源的连接方式1）Y型连接法（如图5-1

3、所示）1图5-1电压源Y型连接及相量图线电压：两火线之间的电压，有效值用U12,U23,U31或UAB,UBC,UCA，通式Ul表示。相电压：火线与中线之间的电压，有效值用U1,U2,U3或UA,UB,UC，通式UP表示。有些参考书也用UAN,UBN,UCN来表示。线电压与相电压之间的关系为：U12?U1?U2?3U1?30或UAB?UAN?UBN?UAN?300同理U23?U2?U3???????????0????3U2?30或UBC?UBN?UCN?UBN?300，?0?????0????U31?U3?U1?3U3?30或UCA?UCN?UAN?UCN?300总之，对称三相电源Y型连接时

4、，Ul?3UP，每相线电压都超前各自相电压30。2）△型接法（如图5-2所示）线电压与相电压之间的关系为：Ul?UP注意：对称三相电压源接成三角形时，须注意正确接线，以保证在没有输出的情况下。电源内部没有环流，避免造成重大事故。图5-2电源△型接法3.三相负载的接法三相负载的接法，也有星形连接和三角形连接两种。1）Y型连接当负载星形连接时，线电压与相电压之间的关系为：Ul?UP，每相线电压都超前2各自相电压30。并且Il?IP2）△型接法当负载△型连接时，线电压与相电压之间的关系为：Ul?UP，如果负载对称时，每相线电流都滞后各自相电流30。并且Il?3IP对于三相四线制的供电系统，当三相负

5、载的额定相电压等于电源的相电压时，负载需星形连接，当三相负载的额定相电压等于电源的线电压时，负载需三角形连接。4.求解三相交流电路的方法求解三相交流电路的方法与单相交流电路相同，即可用相量图法，也可用复数法。但无论采用哪种方法，最好在运算过程中能及时画出有关电压、电流的相量图，尤其在一开始就画出三相电压的相量图是非常重要且必要的。因为在求各相电流时，总是要以相应得相电压为计算依据。只要把相量图当成一个工具，就可以做到概念清晰，避免可能发生的疏忽和错误。画电压相量图时，必须考虑三相电压的相序。（注意：在没有特殊说明时，指的是正相序，即1-2-3-1，或A-B-C-A）。5.中线的作用由单相负载

6、连接成星形的三相电路，一般是不对称的，如果将其接于没有中线的三相三线制电源，负载的相电压就不对称。这势必引起有的电压过高，高于负载的额定电压；有的相电压过低，低于负载的额定电压，因而不保证三相负载的正常运行，所以，必须设法保证负载的三相电压对称。中线的作用就在于使星形连接的三相不对称负载的相电压对称。为此，不应让中线断开，也就是说，中线起着均压作用，它保证电源中性点和负载中性点点位相同。因此，低供电系统（多为照明负载）广泛采用三相四线制，且中线（指干线）内不接入熔断器或闸刀开关。但中线的实际阻抗不为零，当中性线有电流通过时，使得负载中性点和电源中性点电位不同。故此，在配电用电时，应尽量使负载

7、对称运行。6.对称三相电路的计算对称三相电路由对称三相电源和对称三相负载所组成。对称三相电路的计算可先取一相，求得该相的电压和电流后，再利用对称关系，决定其它相数值。1）三相对称负载三相对称负载接成星形时，无论有无中线，负载的相电压都等于电源线电压的1/倍，负载的相电流等于线电流。三相对陈负载接成三角形时，负载的相电压等于电源的线电压，负载的相电流等于线电流的1/倍。因此，三于每相负载的额定电压是电源线电压的