第4章三相电路本章主要内容1、对称三相电压、三相电路

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1、第4章三相电路本章主要内容：1、对称三相电压、三相电路的连接方式2、在不同连接方式下线电压、相电压、线电流、相电流的关系3、对称与不对称三相电路电压、电流和功率的计算本章结构4.1三相电源4.1.1三相电源电源的产生4.1.2三相电源的连接及提供的电压4.2负载星型连接的三相电路4.2.1三相四线制电路4.2.2三相三线制电路4.3负载三角形连接的三相电路4.3.1对称三相负载相电压、相电流的计算4.3.2不对称三相负载的相电压、相电流的计算4.4三相电路的功率本章小结习题【引例】某工厂三相四线制380／220

2、V供电系统，供电给额定电压为380V的三相电动机(三相负载)和额定电压为220V的单相照明灯(单相负载)。这些负载一定要接成如图4．0-1所示的电路才能使电动机正常转动，照明灯正常发光。图4．0-1三相四线制电路供电示意图那么，在图4．0-1中，什么是三相四线制?什么是三相负载?什么是单相负载?为什么三相电源有380V和220V两种电压?电动机、照明灯应怎样接入电路才能正常工作?通过本章学习就能解决这些问题。目前世界各国主要电能的产生、传输、分配、应用多采用三相制，又称三相电路。第3章所讨论的交流电路可以视为三

3、相电路中的～相，如日光灯电路就称为单相交流电路。三相电路与单相电路相比有下列优点：三相发电机比同电压、同功率的单相发电机体积小，重量轻，结构简单，价格便宜，运行稳定；输送同电压、同功率的电能时三相输电节约成本；工农业生产中应用的三相电动机也有结构简单、运行稳定、价格便宜等优点。第3章介绍的单相正弦稳态电路的计算方法在三相电路中也同样适用。本章结合三相电路的特点进行分析讨论。§4．1三相电源4．1．1三相电源电压的产生图4．1-1三相发电机对称三相电压是由三相发电机产生的，图4．1-l(a)为其外形。图4．1-1

4、(b)是三相发电机的结构示意图，其主要组成部件为定子和转子，定子是固定不动的，其上有3个相同的绕组A-X、B-Y和C-Z，它们在空间互差120°，A、B、C称为首端，X、Y、Z称为末端，这样的绕组为对称三相绕组，如图4．1-1(c)所示。转子是可以转动的，其上绕有励磁绕组，通入直流电流可产生磁场。当转子转动时，定子三相绕组被磁力线切割，在每相绕组两端会产生感应电压。若转子顺时针方向以∞的角频率匀速转动，则对称三相绕组依次产生电压uA、uB、uC，它们的参考方向如图4．1-1(c)所示，并可以用电压源表示，如图4

5、．1-1(d)所示。显然，uA、uB、uC频率相同，幅值(或有效值)也相同，相位上互差120°。由图4．1-1(b)可知，在图示位置时，A相绕组电压幅值最大；经过120°后，B相绕组电压幅值最大；再经过120°后，C相绕组的电压幅值最大。若以A相绕组的电压为参考正弦量，则(4．1-1)式中，U为三相正弦电源电压的有效值。对称三相电源电压uA、uB、uC的波形如下图所示。若用相量表示，则为（4.1-2）式中，U为三相电源电压的有效值的相量图如图4．1-2(b)所示由式(4．1-1)和式(4．1-2)可知，三相电源

6、电压是3个幅值相等、频率相同、相位互差120°的电压，所以称为对称三相电压。它们的瞬时值之和或相量之和均为零，即(4.1-3)4．1．2三相电源的连接及提供的电压三相发电机正常工作时，定子三相绕组需按一定方式连接后向负载供电，通常采用星形(Y)连接，将三相绕组的末端X、Y、Z连成一个公共点，该点称为中性点，简称中点，用符号N表示。从首端各引出一条导线，称相线或火线，用符号A、B、C表示。这种接线方式称为星形连接，简称星接，用符号Y表示。星形连接的三相电源可用两种方式向负载供电，一种为三相四线制，即除了三条相线外

7、，从中性点也引出一条导线，称为中线或零线(若中点与大地连接，又可称为地线)。相线与中线共同向负载供电，向负载提供两种对称三相电压，如图4．1-3(a)所示；另一种为三相三线制，只有三条相线向负载供电，提供一种对称三相电压，如图4．1-3(b)所示。(a)星形连接的三相四线电源(b)星形连接的三相三线电源图4．1-3三相电源的星形连接三相四线制电源可以获得两种电压，即相电压和线电压。相电压是每相电源两端的电压，也就是每条相线与中线之间的电压，如图4．1-3(a)中的通常写为，相电压的有效值用UA、UB、UC表示，

8、因为UA=UB=UC，又可用Up表示。线电压就是两条相线之间的电压，如图4．1-3(a)中的，其有效值用UAB、UBC、UCA表示，对称时三者相等，用U1表示。相电压的参考方向如图4．1-3(a)和(b)所示。线电压的参考方向与其文字下标顺序一致。例如，线电压，其参考方向选定为由A指向B，也如图4．1-3(a)和(b)所示。根据上述相电压与线电压选定的参考方向，由KVL可得出星接三相四