电工与电子技术 教学课件 1 作者 于荣义 1_ 电工与电子技术 - 05.pptx

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1、电工与电子技术第五章三相交流电路沈阳大学信息工程学院电子信息工程系目前，三相交流电被广泛使用在工业、农业、民用及各领域。三相交流电在发电、送电、配电等方面即方便又经济。学习三相交流电路的理论和分析计算方法就显得十分的必要。三相交流电路是满足特定条件的个单相交流电路组成的三相供电系统。本章主要介绍三相电源的组成原则，三相电源的连接方法，三相电压的种类，三相负载的种类及连接方法，以及三相电路的计算。5.1三相电源图5-1-1所示为三相发电机示意图，其电枢表面上个相同的导体对称分布于发电机的磁场之中。图5-1-1三相发电机原理示意图则由此可见，三

2、相发电机具备了：（1）最大值相等；（2）频率相同；（3）相位上互差。以上点是组成三相供电系统的必要条件，具备该条件的个单相交流电压可以组成三相供电系统，其波形图如图5-1-2所示。图5-1-2三相发电机原理示意图（5-1-1）写成相量表达式（5-1-2）可得三相对称电压相导图，如图5-1-3所示。具备以上条件的三相电压称三相对称电压，并由图5-1-2和图5-1-3可得，（5-1-3）三相发电机的绕组按一定的方式连接即可形成三相供电电压。图5-1-3三相对称电压的相量图5.1.1三相电源的星形连接所谓三相电源的星形连接，其特点是将发电机或变压

3、器个绕组的末端连在一起，通常称中点，且中点的电位为零，用表示；绕组的首端分别引出条线用、、表示，如图5-1-4所示。图5-1-4三相电源的星形连接中点的连线称中线；首端的连线称火线。火线与中线的电压称相电压。如相，用（），或（）表示；火线与火线的电压称线电压用，，，（，，）表示。由于该供电系统具有条火线和一条中线，俗称三相四线制供电系统。需要指出的是：相指的是火线的数量。每一条火线都可以与中线组成一个单相供电系统。三相电源的星形连接可提供两种供电电压，根据需要选择使用相电压或线电压。其相、线电压之间的关系可表示为（5-1-4）用相量表示为（

4、5-1-5）根据相量计算方法可得从而得到图5-1-5所示的相、线电压的基本关系。不难得出结论，星形连接其线电压在数量上是线电压的倍；线电压相位上超前对应的相电压相位。图5-1-5三相供电系统中电压相、线电压的关系即（5-1-6）需要指出的是：工业上所说的三相电源都为对称电源，三相电源的电压是指线电压，而线电压通常又被称动力电压；相电压则被称为照明电压。如三相四线制供电系统表示方式是，就是指线电压是，相电压是。5.1.2三相电源的三角形连接顾名思义，三角形连接就是将发电机（或变压器）的个绕组首尾相连，形成封闭的三角形，如图5-1-6所示，在每

5、个连接点上可引出一条线，并以绕组的首端命名。图5-1-6三相电源的三角形连接三角形连接构成三相三线制供电系统，由于该系统中只有火线，所以其供电电压只有电源的线电压、和。值得注意的是连接时其顺序不能接反，必须保证，否则将损坏电源设备。讨论三相负载的连接方式，实质上是讨论三相电路的计算特点。其计算方法仍沿用单相交流电路的计算方法。5.2三相负载的连接5.2.1三相负载的星形连接图5-2-1所示为三相供电系统的星形连接。图5-2-1三相负载的星形连接其特点是形式上与三相电源相同，即每相负载的末端连在一起，用表示；而每相负载的另一端与对应的电源相连

6、。三相负载中根据阻抗的性质不同又分为以下两种。1．三相对称负载当负载具备时，称三相对称负载。三相四线制供电系统中，每相负载两端所呈受的电压均为电源的相电压。由此得出计算结论：①电源对称，负载对称，电流一定对称；②三相电流对称中线电流为零。即理论上，由于中线电流为零，则可将中线去掉，形成星形连接的三相三线制供电系统。以上计算仅限对称负载，而不是对称负载。【例5-1】有一星形连接的三相对称负载，电路如图5-2-2所示。每相阻抗，接于线电压为的三相电源上。分别计算出有中线、无中线两种情况下的各相电流和中线电流。图5-2-2例5-1图【解】（1）有

7、中线时，由于负载对称、电源对称，所以电流一定对称。即每相阻抗均承受着电源的相电压。其相电压为【解】（1）有中线时，由于负载对称、电源对称，所以电流一定对称。即每相阻抗均承受着电源的相电压。其相电压为并设根据对称电路的计算规律有由于三相电流是对称的，所以（2）无中线时，由于三相负载是对称的，在三相对称电源作用下三相电流也对称，即中线电流为零，在这种情况下可将电路连接成三相三线制，可去掉中线，也就是三相对称负载时的无中线情况，计算时仍按照（1）的方法进行。2．三相不对称负载若三相负载具有任意性的特点，称三相不对称负载。即三相负载具有各自独立的特

8、点，也就是说在对称电源作用下，由于负载是不对称的，所以电流不具有对称的特点。电流不对称则中线电流不为零。中线在供电系统中具有不忽视的作用，中线的存在保证了各相负载获得电源的相电压