第4章 三相正弦交流电路

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1、内容提要:本章主要讨论三相交流电源的连接、负载的连接、三相电路的分析以及三相电路的功率问题。第四章三相正弦交流电路§4.1三相正弦交流电源§4.2负载的连接§4.3三相电路的分析具体内容：§4.4三相电路的功率1.掌握三相电路中电源及负载的连接方法；2.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；3.掌握对称三相电路电压、电流和功率计算；4.掌握不对称三相四线制电路中中线的作用。基本要求：三相正弦交流电路的有关概念：第三章所介绍的正弦交流电路为单相正弦交流电路，它是由单个电源供电的电路。由三相正弦交流电源供电的电路称为三相（正弦交流）电路。由3个频率相同、振

2、幅相同、相位互差120°的正弦电压源所构成的电源称为三相电源。电力工业中，电能的产生、传输和分配大多采用的三相正弦交流电形式。三相电路与单相电路相比有一系列优点，如：（1）制造三相交流电机比制造同容量的单相电机节省材料，成本低，而且三相电机工作性能好，效率高。（2）三相输电最经济。（3）对称三相交流电路的瞬时功率不随时间而变化，与其平均功率相等。§4.1三相正弦交流电源4.1.1三相交流电的产生4.1三相电源由三相交流发电机产生的，其结构示意图如右。在三相交流发电机中有3个相同的绕组，每一组称为一相。3个绕阻的首端分别用U1、V1、W1表示，末端分别用U2、V2、W2表示。这

3、3个绕组分别称为U相绕组、V相绕组、W相绕组，发电机工作时，三相绕组分别所产生感应电动势e1、e2、e3。若规定各电动势参考方向由末端指向首端，则这三个感应电动势频率相同、幅值相等、相位相差120。以e1为参考正弦量，则三个电动势表示为：#相量表达式瞬时值表达式波形图表达相量图达式-1200120000三相正弦交流电动势的四种表达方式e3e1e24.1三相正弦交流电达到最大值的先后顺序称为相序，三相电源的相序为123，称为正相序，与此相反的相序称为逆相序。由图可得#N点叫中性点三相四线制(Y0)三相电源一般都是对称的，在低压系统中，多采多用三相四线制接法。4.1.2三相

4、电源的连接L1L3L2N即将发电机三相定子绕组末端连接在一起。相电压（三个）线电压（三个）称为：端线或相线，俗称火线端线对中线电压中性线，俗称零线端线间电压4.1分星形连接和三角形连接两种星(Y)形连接N星形连接有时也采用三相三线制#4.1L1L3L2N关于三相电源的三相四线制连接1.三个相电压的有效值统称为UP2.三个线电压的有效值统称为Ul3.相电压与线电压的关系例如用相量图求怎么来的？300同理可以画出低压配电系统中UP=220V，UL=380V#4.1三相电源三相四线制连接的结论2.电源作三相四线制连接的优点之一是，能给用户提供两电压：相电压、线电压。三相三线制只能提

5、供一种电压，它一般用在高压输电中。3.低压配电系统中：UP=220V，UL=380V。L1L3L2N#1.对称三相电源作星形连接时，三个相电压、线电压都是对称的，线电压的值为相电压的倍，相位分别超前对应相电压30。注：此种接法如一相接反，将造成严重后果。将三相绕组的首、末端依次相连，从3个点引出3条端线。三角()形连接4.1三角形连接的三相绕组形成闭合回路，三相电动势之和为零，故电源内部回路无环流。这也说明，在电力系统中，相序问题的重要性。#检验方法：串入电压表。交流用电设备对电源称为交流负载，根据电源供电方式分为：4.2负载的连接4.2单相负载：由单相交流电源供电；三相

6、负载：由对称三相交流电源供电；负载接入电源要遵守两个原则：（1）加于负载的电压等于负载的额定电压；（2）应尽可能使电源的各相负载均匀、对称，从而使电源趋于平衡。对称负载：各相负载的复阻抗相同，即阻抗相同，阻抗角相等。三相正弦交流电路的负载根据要求可接成星形或三角形。具体采用何种接法，要根据具体情况确定。#根据负载性质分为：不对称负载：各相负载的复阻抗不相同。L3L2L1NW相V相U相三相电动机三相电炉（a）三相不对称负载（b）三相对称负载负载的星形（Y形）连接4.2FUFU保险器件开关#L3L2L1U相V相W相三相电动机三相电炉(a)不对称三相负载(b)对称三相负载负载的三角

7、形（形）连接4.2FUFU保险器件开关#4.3三相电路分析4.3三相电路的分析是在单相电路分析的基础上进行的。单相电路分析的方法对三相电路仍然适用。在三相电路中，要用到如下一些概念：相电压：各相负载承受的电压，用UP表示。相电流：各相负载通过的电流，用IP表示。线电流：端线（相线、火线）中通过的电流，用IL表示。中线电流：Y0制供电系统中，中性线通过的电流，用IN表示。对称三相电路：由对称三相电源和对称三相负载组成的电路。#不对称三相电路：指对称三相电源和不对称三相负载组成的电路。三相四线制电路，有以