电工基础教学课件 作者 杨俊 许长兵 22633-第4章 三 相 电 路.ppt

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1、电工基础第4章三相电路三相交流电源4.1三相负载4.2三相电路的功率4.34.1三相交流电源4.1.1三相交流电源的产生三相交流电是由三相交流发电机产生的。图4-1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U1U2、V1V2、W1W2这3个相同的对称线圈。所谓“相同”和“对称”是指3个线圈在尺寸、匝数和绕法上完全相同，空间上彼此相隔120°的电角度。在三相交流发电机中，3个绕组的始端分别用U1、V1、W1表示，末端分别用U2、V2、W2来表示。U1U2、V1V2、W1W23个绕组分别称为U相、V相、W相绕组，颜色一般用黄色、绿色、红色表示。由于发电机结构的

2、原因，这三相绕组所发出的三相电动势幅值相等，频率相同，相位互差120°。图4-1三相交流发电机的示意图及电动势的正方向一般把3个大小相等、频率相同、相位彼此相差120°的恒压源称为对称三相恒压源。以后在没有特别指明的情况下，三相电源就是指对称的三相交流电源，并且规定每相电动势的正方向是从线圈的末端指向始端，如图4-2（b）所示，即电流从始端流出时为正，反之为负。由相量图可得，三相电动势的幅值相等，频率相同，彼此间的相位差也相等。这种电动势称为对称电动势。对称三相电压（电流）的相量之和为零，即电压的瞬时值之和也为零，即4.1.2三相绕组的连接1．星形连接将三相电源的尾端U2、V2、

3、W2连在一起，首端U1、V1、W1引出作输出线，这种连接称为三相电源的星形连接，也称为Y形连接，常用“Y”标记，如图4-3（a）所示。图4-3三相四线制电路连接在一起的U2、V2、W2点称为三相电源的中点，用符号“N”表示。从中性点引出的输电线称为中性线，简称中线。中线通常与大地相接，把接地的中性点称为零点，而把接地的中性线称为零线。从首端U1、V1、W1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4-3（b）表示。图4-4另一种三相四线制电路的相量图2．三角形连接如图4-5所示，将对称三相电源中的3个绕组按相序依次连接。由三个连接点引出

4、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。图4-5三角形连接三相电源作三角形连接时，线电压等于相电压，即或所以在三角形连接中三相线电压对称，线电压有效值U△线等于相电压有效值U△相，即U△线=U△相4.2.1三相负载的星形连接把三相负载分别接在三相电源的相线和中线之间的接法，称为三相负载的星形连接，如图4-6所示，图中Za、Zb、Zc为各负载的阻抗值，N′为负载的中性点。4.2三相负载图4-6三相负载的星形连接负载两端的电压称为负载的相电压。在忽略输电线上的电压降时，负载的相电压就等于电源的相电压，负载的线电压就是电源的线电压。负载的相电

5、压U相和负载的线电压U线的关系仍然是：UY线=UY相。星形负载接上电源后，就有电流产生，把流过每相负载的电流叫做相电流，用表示，统记为；把流过相线的电流叫做线电流，用表示，统记为；由图4-6可知，线电流等于相电流，即对于三相电路中的每一相来说，就是一个单相电路，所以各相电流与相电压的数量关系和相位关系都可以用单相电路的方法来讨论，即由图4-6可知，负载星形连接时，中线电流为各相电流的相量和。在三相对称电路中，由于各负载相同，因此流过各相负载的电流大小应相等，每相电流间的电位差仍为120°，即因此，中线中没有电流，即例4-1某对称三相负载，每相负载为，接成星形，接在线电压为380V

6、的对称三相电源上，如图4-7所示，求、、。图4-7例4-1图解：由于对称，只要取一相计算，设线电压为对应的相电压例4-2对称三相电源，电压为380V，向一组负载供电，三相负载，，为Y联结。求：（1）各相电流及中线电流；（2）若U相短路，中线断开，求负载各相电流。解：设（1）由于，负载各相电压等于电源相电压并且对称。则由图4-8可知：图4-8例4-2图（2）若U相短路，且中线断开，如图4-9所示。图4-9例4-2图4.2.2三相负载的三角形连接把三相负载分别接在三相电源中两根相线之间的接法，称为三角形连接，常用“△”标记，如图4-12所示。图4-12三相对称负载作三角形连接在三角形

7、连接中，由于各相负载是接在两根相线之间的，因此负载的相电压就是电源的线电压，即U△线= U△相。三相对称负载作三角形连接时的相电压是作星形连接时的相电压的倍。因此，三相负载接到电源中，是作三角形连接还是星形连接，要根据负载的额定电压而定。三角形连接的负载接通电源后，就会产生线电流和相电流，图4-12（a）所示，其中、、为线电流，、、为相电流。图4-12（b）所示是以U相电流为参考的相量图。图4-12（b）所示是以U相电流为参考的相量图。规定线电流的方向是由U线指向V线，V线指向W