电路分析基础 教学课件 作者 卢秉娟 第5章.ppt

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1、第5章三相电路5.1三相电源5.2三相电路的星形联结和三角形联结5.3对称三相电路的计算5.4不对称三相电路的计算5.5三相电路功率的计算及测量三相电源的产生三相电源一般是由三相发电机获得的，最简单的两极三相交流发电机的示意图如图5-1所示。5.1三相电源三个绕组AX、BY和CZ分别称为A相绕组、B相绕组和C相绕组。A、B、C三端称为“相头”，X、Y、Z三端称为“相尾”。图5-1三个相头（或相尾）在空间上一定要相隔120°，当转子由原动机拖动逆时针方向以角速度ω做匀速旋转时，在每相绕阻中都产生感应电压。三个感应电压最大值相等，频率相同，最大值出

2、现的时间不同，其相互间的相位互差120°，如图5-2所示。图5-2三相电压源电压的瞬时值表达式为式中，以A相电压作为参考正弦量。它们对应的相量形式为这种电压的有效值相等、角频率相同、相位互差120˚的三相电源称为对称三相电源。对称三相电源的各相波形图如图5-3所示，与之对应的相量图如图5-4所示。三相电压依次达到最大值的先后次序叫做“相序”。按A、B、C顺序称为正序。A、C、B称为逆序。电力系统一般采用正序。对称三相电压的特点是图5-3图5-4三相电源的连接一般有星形联结和三角形联结两种方式。如图5-5所示为三相电压源的星形联结方式，简称星形或

3、Y形电源。5.2三相电路的Y形接法和∆形接法5.2.1三相电源的连接从三个电压源正极性端子A、B、C向外引出的导线称为端线（火线），将三个电压源负极性端子联结起来所形成的节点叫中（性）点，从中（性）点N引出的导线称为中线。图5-5由相量图5-6得线电压与相电压的关系端线A、B、C之间（即端线之间）的电压称为线电压；每一相电源的电压称为相电压；端线中的电流称为线电流，各相电压源中的电流称为相电流。对称三相电源做星形联结时线、相电压有如下关系图5-6三角形联结方式如果把对称三相电源的正、负极依次连接形成一个回路，再从端子A、B、C引出端线，如图5-

4、7所示，就成为三相电源的三角形联结，简称三角形或∆形电源。三角形电源的线电压、相电压、线电流和相电流的概念与星形电源相同。三角形电源不能引出中线。图5-7从图5-7可以看出，三相电源作∆形联接时，线电压与相电压的关系是注意，三相电源作三角形联结时，每相电源的正、负级必须连接正确。三相电源所接的负载一般也是三相的，即由三个负载经Y形联结或∆形联结而成的。若每相的负载都是相同的，称为对称三相负载。三相电源与负载之间的联接方式有：1．Y-Y联结，即电源和负载均作Y形联结。其中又分两种，即有中线的联结，称为三相四线制；无中线的联结，称为三相三线制。2．

5、Y-∆联结，即电源是Y形联结，负载是∆形联结。属于三相三相制。3．∆-Y联结。4．∆-∆联结。5.2.2三相电路的连接前面对正弦电流电路的分析方法对三相电路完全适用。5.3对称三相电路的计算首先分析对称三相四线制电路，如图5-9所示，应用节点电压法，列方程得因为所以图5-9对称三相电路归结为一相的计算方法从图5-9中可以看出，在对称Y-Y三相电路中，各相电源和各相负载中的电流等于线电流，它们分别是中线电流由于，则不论有无中线，各相电流独立，彼此无关；又由于三相电源、三相负载对称，因此，相电流构成对称组。所以，只要分析计算三相中的任意一相，其他两

6、相的电压、电流就能根据对称性写出。这就是对称三相电路归结为一相的计算方法。如图5-10为一相的计算电路。图5-10综上所述可知，Y形联结负载对称三相电路负载电压、电流的特点是：1．线电压、相电压，线电流、相电流都是对称的；2．线电流等于相电流；3．线电压等于倍的相电压，线电压超前对应的相电压30˚。解：因为例5-3有一Y-Y三相三线制对称三相电路，线电压380V，每相负载阻抗为8+j6Ω，忽略输电线阻抗。求每相负载的电流。根据对称性推知令则下面再来分析对称三相电路负载做∆形联结时的情况，如图5-11所示。设由图，负载的三个电流为图5-11显然相

7、电流也是对称的。因此，三个线电流为从相量图5-12可以看出图5-12综上所述，负载作∆形联结的对称三相电路负载电压、电流的特点是：1.相电压、线电压，相电流、线电流均是对称的；2.相电压等于线电压；3.线电流的有效值为相电流有效值的倍，线电流的相位滞后于相应的相电流30˚。解：设例5-4对称三相电路如图5-11所示，已知线电压为380V，每相阻抗为，求负载的相电流和线电流。则相电流由对称性可推出线电流由对称性可推出在三相电路中，只要有一部分不对称就称为不对称三相电路。一般来讲，三相电源总可以认为是对称的。不对称主要是指负载的不对称。对于不对称三

8、相电路的分析，我们只简要的介绍由于负载不对称而引起的一些特点。图5-13a所示的Y-Y联结电路中三相电源是对称的，但负载不对称。下面先讨论开关S打开（