电工技术教学课件作者李小龙第四章.ppt

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1、第4章三相交流电路4.1对称三相交流电源4.2三相负载4.3三相电路的功率4.1对称三相交流电源4.1.1对称三相正弦电压三相正弦电压源是三相电路中最基本的组成部分，在电力系统中，它就是三相交流发电机的三相绕组，如图4一1所示。三个绕组完全相同，A,B,C分别为它的首端，X,Y,Z分别为它的末端，空间上相差120°。的相位角。每个绕组为一相，相当于一个正弦电压源，其电压称为相电压。三相电压的频率相同、有效值相同，相位依次相差120°。这样的三相正弦电压称为对称三相正弦电压。它们的电压分别为式中Um为每相电源电压的最大值。下一页返回4.1对称三相交流电源若以A相电压UA作为参考，

2、则三相电压的相量形式为由式4-1-2可以看出:三相电压相位依次相差120°，其中A相超前于B相，C相超前于A相，这种相序称为正序或顺序，本书中主要讨论正序的情况。若相位依次滞后120°，即A相滞后于B相，C相滞后于A相，这种相序称为负序或逆序。上一页下一页返回4.1对称三相交流电源对称三相电源的波形及相量图如图4-2所示。由图4-2(b)可以看出:对称三相电压满足，即对称三相电压的相量之和为零。通常三相发电机产生的都是对称三相电源，本书今后若无特殊说明，提到三相电源时均指对称三相电源。上一页下一页返回4.1对称三相交流电源4.1.2三相电源的连接三相电源的三相绕组的连接方式有两

3、种:一种是星形(又叫Y形)连接，一种是三角形(又叫△形)连接，如图4一3所示。对三相发电机来说，通常采用星形接法;三相变压器通常采用三角形接法。1.三相电源的星形(Y形)接法端线之间的电压称为线电压，分别用表示;每一相电源的电压称为相电压，分别用表示;端线中的电流称为线电流，分别用表示，各相电源中的电流称为相电流，显然星形连接的三相电源中，线电流等于相电流。线电压和相电压的相量关系如图4-4所示。上一页下一页返回4.1对称三相交流电源根据分析，星形连接中各线电压UL与对应的相电压UP的相量关系为即:各线电压UL相位均超前其对应的相电压Up相位30°，且满足上一页下一页返回4.1

4、对称三相交流电源2.三相电源的三角形(△形)接法图4-3(b)所示的三角形连接中，是把三相电源依次按正负极连接成一个回路，再从端子A,B,C引出导线。三角形连接的三相电源的相电压和线电压、相电流和线电流的定义与星形电源相同。显然，三角形连接的相电压与线电压相等，即:上一页返回4.2三相负载三相负载既可以是三相电器，如三相交流电动机等，也可以是单相负载的组合，如电灯。三相负载的连接方式有两种:星形连接和三角形连接。当这三个阻抗相等时，称为对称三相负载。将对称三相电源与对称三相负载进行适当的连接就形成了对称三相电路。根据三相电源与负载的不同连接方式，可以组成Y一Y,Y一△、△一Y,

5、△一△连接的三相电路。如图4一5(a)、(b)分别为Y一Y连接方式和Y一△连接方式。三相负载中的相电压和线电压、相电流和线电流的定义为:相电压、相电流是指各相负载阻抗的电压、电流。三相负载的三个端子A',B',C‘向外引出的导线中的电流称为负载的线电流，任意两个端子之间的电压称为负载的线电压。下一页返回4.2三相负载4.2.1三相负载的星形连接三相负载的星形连接方式如图4-5(a)所示，ZA,ZB,ZC表示三相负载，若ZA=ZB=ZC=Z，称其为对称负载;否则，称其为不对称负载。三相电路中，若电源和负载都对称，称为三相对称电路。在三相四线制电路中，负载相电流等于对应的线电流，即

6、如果忽略导线阻抗，则各相电流为上一页下一页返回4.2三相负载如果负载对称，即ZA=ZB=ZC=Z，则在三相对称电路中有:在三相四线制电路中，负载的相电压与线电压的关系仍为由此可见，相电压对称时，线电压也一定对称。线电压的有效值是相电压有效值的根号3倍，相位依次超前对应相电压相位30°，计算时只要算出UAB就可依次写出UBC、UCA。上一页下一页返回4.2三相负载4.2.2三相负载的三角形连接三相负载的三角形连接方式如图4一6(a)所示，ZAB、ZBC、ZCA分别为三相负载。显然负载三角形连接时，负载相电压与线电压相同，即:设每相负载中的电流分别为，线电流为。则负载相电流为:上一

7、页下一页返回4.2三相负载如果三相负载为对称负载，即ZAB=ZBC=ZCA=Z，则有:上一页下一页返回4.2三相负载三角形连接相电流和线电流的相量图如图4_6(b)所示，由相量图可知相电流与线电流的关系为:由于相电流是对称的，所以线电流也是对称的，即。只要求出一个线电流，可以依次写出其他两个。线电流有效值是相电流有效值的万倍，相位依次滞后对应相电流相位30°。上一页返回4.3三相电路的功率4.3.1有功功率的计算无论三相负载是否对称，也无论负载是星形连接还是三角形连接，一个三相电源发出的总有