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1、第9章三相电路1243359.1引言9.2知识结构和教学要求9.3教学内容本章小结习题返回9.1引言世界各国的电力系统几乎全部采用的是三相制供电方式。三相制就是由三个频率相同、波形相同但相位不同的交流电源组成的三相供电系统，日常生活中使用单相交流电源只是三相中的一相。三相制交流电的普遍应用，是由于三相制相对于单相制具有明显的优越性，如:(1)三相交流发电机和变压器比同容量的单相交流发电机和变压器容易制造，节省材料，体积小，工作经济可靠。(2)在输电电压、输送功率和线路损耗等相同的条件下，三相输电线路比单相输电线节省有色金属材料。下一页返回9.1引言(3)三相交流电能产生旋转磁场，从而可以制造
2、出来结构简单、性能良好、运行可靠的三相异步电动机，作为各种生产机械的动力设备。三相电可看成是一种特殊的交流电，因此前面章节有关正弦交流电的基本理论、基本定律和分析方法也适用于三相正弦交流电路。不过三相电也有其自身的特点，利用正弦交流电的知识和把握三相电路自身的特点，是分析三相电路的关键。本章主要内容有:三相电源的连接、三相负载的连接及三相电路的组成;对称三相电路及归结为一相计算方法;电压和电流的相值和线值之间的关系;三相电路的功率及测量和简要介绍了不对称三相电路的计算。上一页返回9.2知识结构和教学要求1.知识结构(1)三相电源的基本概念:①对称三相电源;②三相电源的星形连接;③三相电源的三
3、角形连接。(2)三相负载:①三相负载的星形连接;②三相电负载的三角形连接;③对称三相负载。下一页返回9.2知识结构和教学要求(3)对称的三相电路的特点和计算。(4)不对称的三相电路的特点和计算。(5)三相电路的功率。2.教学要求(1)掌握对称三相正弦量的表达式、波形、相量表达式及相量图。(2)掌握三相电源的星形(Y)连接或三角形(△)连接。(3)掌握三相负载的星形(Y)连接或三角形(△)连接。(4)掌握三相电路的各种连接方式及其线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系。上一页下一页返回9.2知识结构和教学要求(5)掌握对称三相电路的单相计算法。(6)理解三相电路的有功功率、无功功率的概念，掌
4、握三相功率的测量方法。(})了解不对称三相电路的概念，三相负载不对称时的分析方法。上一页返回9.3教学内容9.3.1对称的三相电源概述学习目标:掌握对称三相电源的表达式、波形、相量表达式及相量图。对称三相电源是由3个幅值相等、频率相同、相位依次相差120。的正弦电压源连接成星形(Y)或三角形(△)组成的电源。若频率相同，但有效值或相位差不满足上述条件时则称为不对称三相电源。如图9一1所示为对称的三相电源，这3个电源依次称为A相、B相和C相，它们的电压为下一页返回9.3教学内容式中以A相电压UA、作为参考正弦量，其初相位是0，则它们对应的相量形式为式中上一页下一页返回9.3教学内容它是工程上为
5、了方便而引入的单位相量算子。上述三相电压的相序(次序)A,B,C称为正序或顺序，这种相序是A相比B相超前1200,B相又比C相超前1200。与此相反，如B相超前A相1200,C相超前B相1200，这种相序称为反序或逆序。电力系统一般采用正序。三相电源的相序改变时，将使其供电的三相电动机改变旋转方向，这种方法常用于实现电动机的正转或反转。对称三相电压各相的波形和相量图参见图9一1(c),(d)，在三相电路的相量图里，习惯性将初相为零的相量UA、画在水平方向，其他相量相对于UA画出。对称三相电压满足:上一页下一页返回9.3教学内容图9一1(a)所示为三相电压源的星形连接方式，简称星形或Y形电源。
6、图9一1(b)所示为三相电源的三角形连接，简称三角形或△形电源。对称三相电压通常都是由三相交流发电机提供的。9.3.2三相电源和三相负载的连接学习目标:掌握三相电源的星形(Y)连接和三角形(△)连接，掌握三相负载的星形(Y)连接和三角形(△)连接。一、三相电源的连接上一页下一页返回9.3教学内容三相电源的连接方式有星形(Y形)和三角形(△形)两种，下面分别介绍。1.三相电源的星形(Y)连接图9一1(a)所示是三相电压源的星形连接，即从3个电压源正极性端子A,B,C向外引出的导线称为端线，俗称火线，从中(性)点N引出的导线称为中线，又叫地线或零线。端线A,B,C之间(即端线之间)的电压称为线电
7、压，电源每一相的电压称为相电压。对于对称星形电源，依次设其线电压为UAB,UBC,UCA,相电压为UA,UB、UC或UAN,UBN,UCS，根据基尔霍夫电压定律有上一页下一页返回9.3教学内容从上述式(9一4)的结果可以看出，对称三相电源作星形连接时，线电压也是对称的，线电压的有效值是相电压的√3倍，依次超前UA,UB,UC,的相位为300，实际计算时，只要算出叭H，就可以依序写出，叭UBC=a2UAB，UC
