中职-电工基础-10三相正弦交流电.ppt

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1、第十章三相正弦交流电路10.1三相交流电源10.4安全用电10.3三相电路的功率10.2三相负载的连接10.1　三相交流电源一、三相交流电动势的产生二、三相电源的连接一、三相交流电动势的产生1．对称三相电动势振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差120的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为第一相(U相)电动势：e1=Emsint第二相(V相)电动势：e2=Emsin(t120)第三相(W相)电动势：e3=Emsin(t120)显然，有e1e2e3=0。波形图与矢量图如图10-1所示。图10-1对称三相电动

2、势波形图与矢量图2．相序三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序称为相序。e1比e2超前120，e2比e3超前120，而e3又比e1超前120，称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比e3超前120，e3比e2超前120，e2比e1超前120，称这种相序为负相序或逆相序。相序是一个十分重要的概念，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，一般在配电盘上用黄色标出U相，用绿色标出V相，用红色标出W相。二、三相电源的连接三相电源有星形(亦称Y形)联结和三角形(亦称形）联结两种。1．三相电源的星形(Y形)联结将三相发电机三相绕

3、组的末端U2、V2、W2(相尾)连接在一点，始端U1、V1、W1(相头)分别与负载相连，这种连接方法称为星形(Y形)联结。如图10-2所示。图10-2　三相绕组的星形联结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，任意两个火线之间的电压称为线电压。Y形联结的公共连接点N称为中性点，从中点引出的导线称为中性线或零线。由三根相线和一根中性线组成的输电方式称为三相四线制(通常在低压配电中采用)。每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中性线之间的电压)称为相电压，它们的瞬时值用u1、u2、u3来表示，显然这三个相电压也是对称的。

4、相电压大小(有效值)均为U1=U2=U3=UP图10-3相电压与线电压的矢量图任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)称为线电压，它们的瞬时值用u12、u23、u31来表示。Ｙ接法的矢量图如图10-3所示。显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为线电压比相应的相电压超前30，如线电压u12比相电压u1超前30，线电压u23比相电压u2超前30，线电压u31比相电压u3超前30。2．三相电源的三角形(形)联结将三相发电机的第二绕组始端V1与第一绕组的末端U2相连，第三绕组始端W1与第二绕组的末端V2相连，第一绕组始端U1与第三绕组

5、的末端W2相连，并从三个始端U1、V1、W1引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法称为三角形(形)联结。显然这时线电压等于相电压，即UL=UP这种没有中性线，只有三根相线的输电方式称为三相三线制。特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中性线)，这时所说的三相电压大小均指线电压UL；而民用电源则需要引出中性线，所说的电压大小均指相电压UP。【例10-1】已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为E=220V，试求：(1)三相电源为Y形联结时的相电压UP与线电压UL；(2)三相电源为形联结时的相电压UP

6、与线电压UL。解：(1)三相电源Y形联结：相电压UP=E=220V，线电压(2)三相电源形联结：相电压UP=E=220V，线电压UL=UP=220V10.2三相负载的连接1三相电压2负载星形联结的三相电路3负载三角形联结的三相电路W1U2V1U1V2SN+_+++W2图5.1.1三相交流发电机示意图1三相电压1.三相电压的产生工作原理：动磁生电++__eeU1U2•图5.1.2三相绕组示意图图5.1.3每相电枢绕组定子转子(尾端)+e1e2e3U1(首端)++–––U2V2V1W1W2三相电压瞬时表示式相量表示铁心（作为导磁路经）三相绕组匝数相同空

7、间排列互差120:直流励磁的电磁铁定子转子发电机结构相量图波形图相量表示U2U1..120°120°120°U3.三相电压瞬时表示式uOu1u2u32120°240°360°对称三相电动势的瞬时值之和为0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等频率相同相位互差120°称为对称三相电动势三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为L1L2L3NL2L3L1NU1V1W12.三相电源的星形联结(1)联接方式中性线(零线、地线)中性点端线(相线、火线)在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组

8、）的电压线电压：端线与端线间的电压UpUl–+–++––+–+–+(2)线电压与相电压的关系根据KVL定律由