电路应用基础 王雪瑜 第6章 三相正弦交流电路

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1、第6章三相正弦交流电路掌握三相电路中电源及负载的连接方法。掌握相电压与线电压、相电流与线电流在对称三相电路中的相互关系。掌握对称三相电路电压、电流和功率的计算。掌握不对称三相四线制电路中中线的作用。本章学习要求6.1三相电源6.2三相负载6.3对称三相电路的分析6.4不对称三相电路的分析6.5三相电路的功率本章大纲6.1三相电源三相电源是由三相交流发电机产生的。如图为三相交流发电机的示意图，它主要由定子和转子组成。定子铁芯中嵌放了AX、BY、CZ三个相同的对称线圈。这里所说的“相同”和“对称”是指三个线圈在尺寸、匝数和绕法上完全相同，空间上彼此相隔120

2、°的电角度。三相绕组始端分别用A、B、C表示，末端用X、Y、Z表示，三相交流发电机的示意图及电动势的正方向称为A相、B相、C相，颜色一般用黄色、绿色、红色表示。三相电源是由有效值相等、频率相同而相位互差120°的3个正弦电压源按一定方式连接起来供电的体系。6.1.1三相电源的产生转子是电磁铁，其磁极表面的磁场按正弦规律分布。当转子在原动机的带动下以角速度作逆时针匀速转动时，则定子的每相绕组依次切割磁力线，其中产生频率相同、幅值（或有效值）相等的正弦电动势。电动势的参考方向选定为从绕组的末端指向始端。当N极的轴线正转到A处时，A相的电动势达到正的幅值；经过

3、120°后，N极轴线转到B处，B相的电动势达到正的幅值；同理，再由此经过120°后，C相的电动势达到正的幅值，其波形如图3-2（a）所示。所以，比在相位上超前120°，比在相位上超前120°，比在相位上又超前120°。如果以A相为参考，则可得出将三相电源的尾端X、Y、Z连在一起，首端A、B、C引出作输出线，这种连接称为三相电源的星形连接，也称Y形连接，常用“Y”标记，如图3-3（a）所示。6.1.2三相绕组的连接三相交流发电机所发出的三相电必须采取适当的连接方法才能发挥三相交流电的功效，于是三相发电机的绕组有星形连接和三角形连接2种连接方法。目前大型发电

4、机通常采用星形连接1.星形连接从首端A、B、C引出的输电线叫做端线或相线，俗称火线。有时为了简便，常常只画出4根输电线表示相序，如图3-3（b）所示。三相四线制可输送2种电压，一种是相线与中线之间的电压，称为相电压，另一种是相线与相线之间的电压，称为线电压规定线电压的方向是由A线指向B线，B线指向C线，C线指向A线。用相量形式表示为将对称三相电源中的3个绕组按相序依次连接，由3个连接点引出3条端线，这样的连接方式称为三角形连接，常用“△”标记。三角形连接是三相三线制供电。2三角形连接三相电源作三角形连接时，线电压等于相电压，即或三相负载的星形联接是指把三

5、相负载的一端连接在一起，它常与三相电源的中线联接；把三相负载的另一端分别与三相电源的三根相线联接。6.2三相负载接在三相电源上的负载统称为三相负载。通常把各相负载相同的三相负载叫做对称三相负载，如三相电动机和大功率三相电炉等。如果各相负载不同，就叫不对称三相负载，如照明电路中的负载。6.2.1三相负载的星形连接在三相四线制电路中，每相负载两端的电压叫做负载的相电压，用表示，其正方向规定为由相线指向负载的中性点，即相线指向中线。若忽略输电线电阻上的电压降，由图可以看出，负载的相电压等于电源的相电压，则电源的线电压等于负载相电压的倍，即负载的相电压在三相电路

6、中，流过每相负载的电流叫相电流，正方向与相电压方向相同；流过每根相线的电流叫线电流，正方向规定由电源流向负载，工程上通称的三相电流，若无特别说明，都是指线电流的有效值；流过中线的电流称为中线电流，正方向规定为由负载中点流向电源中点，如下图所示。相电流、线电流、中线电流三相负载分别接在三相电源的每两根相线之间的联接方式，称为三相负载的三角形联接，如下图所示。三相负载作三角形联接时，不论负载是否对称，各相负载所承受的相电压就是对称的电源线电压，即6.2.2三相负载的三角形联接6.3对称三相电路的分析6.3.1对称三相四线制电路上图是一对称三相四线制电路输电线

7、阻抗中线阻抗中性点对于这类电路，一般用节点电压法进行分析，以中性点为参考节点也称对称Y-Y系统根据节点电压法，有因为所以相电流计算时，只需计算一相，推出另外两相即可三相电源对称，三相负载对称，相电流、相电压也对称相电压中线如同开路，中线可以移去。其它连接方式的对称三相电路，可以根据星形和三角形的等效互换，化成Y-Y三相电路，然后使用归结为一相的计算方法。6.3.3对称△形连接负载与对称三相电源组成的三相电路不管三相电源是Y形连接还是△形连接，只需知道线电压就行了负载三个相电流分别为对称△形连接电路线电流若负载对称，电源对称，则三个相电流、三个线电流也对称

8、6.4不对称三相电路的分析第一，三相电源的大小或角度不相等而使相位有差异；第二，