第五章三相交流电路

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1、第五章三相交流电路目录5.1三相电源5.2三相电路的电压电流关系5.3三相功率5.4三相电力系统学习目标理解三相电源的两种联结方式，星形联结和三角形联结掌握三相负载的两种联结方式，星形联结和三角形联结理解三相电路的功率的计算5.1三相电源概述目前，世界各地的电力系统绝大多数采用三相制供电方式三相制就是以三个大小和频率相同，而相位彼此相差120°的三相正弦电源供电体系。说明：三相电路也可看作按一定规律组成的复杂交流电路，故前面讨论的交流电路的一般规律和计算方法，在此仍然适用。NSU1U2e5.1.1三相电源的产生根据右手定则可知，线圈

2、中产生感应电动势，其方向由U1U2。交流电动势的产生在两磁极中间，放一个线圈让线圈以的速度顺时针旋转。合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势。三相交流电源的产生三相交流发电机利用电磁感应原理将机械能转变为电能，产生三相电源三相交流发电机主要组成部分：电枢和磁极又称定子，是固定的，定子铁心内圆周表面冲有槽，用以放入三组电枢绕组。电枢：磁极：又称转子，是旋转的。转子铁心上绕有励磁绕组，用直流电流励磁。三相绕组n单相绕组++–+SN铁心绕组U1U2–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN转

3、子装有磁极并以的速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。这种电动势幅值相等,频率相同,彼此之间相位差相同为120°，称为三相对称电动势三相电动势的表示式三角函数式三相电动势的特征相量表示式瞬时值之和相量之和大小相等，频率相同，相位互差120º。三相对称电动势的波形图和相量图Em-Em0ωt波形图120°120°120°相量图120°120°120°三相对称电动势的相序三个电动势在相位上的先后次序称为相序在电力系统中一般用黄、绿、红区别U、V、W三相。Em–Emt02eUeWeVU→V→W→U为顺相序（也称正序），U→W→V→

4、U为逆相序（也称负序）。5.1.2三相电源的连接方式三相电源的三角形联结U1(W2)V1(U2)W1(V2)将三相交流发电机绕组的始末端依次相连，构成一个闭合的三角形，从两两的连接点引出输出端，这种连接方法称为三角形联结（也称Δ形联结）三角形联结仅在三相变压器中采用三相电源的星形联结将三相交流发电机绕组的三个末端U2、V2、W2联在一起，从始端U1、V1、W1引出作输出端，这种联接方法称为三相电源的星形联结（也称Y形联结）UvwU′N′V′W′N中性点或零点中线（零线）相线（火线）相线（火线）相线（火线）三相四线制三相四线制供电火线（

5、相线）UVW中线（零线）N三相三线制供电中没有中线UvwU′N′V′W′UvwU′N′V′W′三相四线制三相三线制目前，我国供电系统线电压380V，相电压220V。+–+–+–NUvwU′N′V′W′+–+–+–+–电源每相绕组两端的电压或相线与中性线之间的电压相电压：一般用Up表示三相电压电动势相电压任意两相绕组始端之间的电压或任意两相线之间的电压线电压：一般用UL表示+–+–线电压三相电压三相电动势对称相电压对称线电压对称电压关系Y型联结时线电压和相电压的相量图UU•UW•UV•30o30o30o线电压和相电压的关系：30同理得

6、星型联结时，在相位上，线电压超前相应的相电压30°，在数值上线电压是相电压的倍5.2三相电路电压与电流的关系如果每相负载的阻抗不相等，则称为三相不对称负载，如照明负载等。概述三相负载是由三个单相负载组合起来的。根据构成三相负载的负载性质与大小不同，将负载分成三相对称负载和三相不对称负载。如果每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，则为对称负载，如三相异步电动机。星形接法ACBNZZZ三角形接法ACBZZZ•••负载的两种接法:5.2三相电路电压与电流的关系5.2.1三相负载的星形联结三相四线制电路将三相负载的每相的末端联成一点，并与电源中性

7、点N相联，将每相负载的始端分别接到电源三根相线上。ZVZWZUU′v′w′三相负载的星形联结电路星形联结电路+N+––+–UvwN'5.2.1三相负载的星形联结ZVZWZUN'+N+––+–UU′v′w′vw+–三相负载的星形联结电路相电流：通过每相负载的电流线电流：每根相线上通过的电流相电流线电流中性线电流根据三相负载的星形联结电路图知：忽略输电线上的阻抗，三相负载的线电压就是电源的线电压；三相负载的相电压就是电源的相电压。线电流就是相电流。因此：①相电压与线电压的关系②相电流与线电流的关系③相电压和相电流的关系（依据向量形式的欧姆

8、定律）中线电流及中线的作用中性线电流是三相相电流之和，即：三相负载对称时，三个相电流对称中线不起作用，取消中线不会影响电路的正常工作。三相负载不对称时，三个相电流不对称中线不能取消，否则会影响电路的正常工作。说明：高压输