汽车电工电子技术学习情境2汽车交流电路任务2-认知三相交流电路.doc

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1、任务2.2认知三相交流电路2.2.1三相交流电动势的产生1.三相交流电路的定义由三相交流电源供电的电路称为三相交流电路。所谓三相交流电路是指由三个频率相同、最大值（或有效值）相等、在相位上互差120°的单相交流电动势组成的电路，这三个电动势称为三相对称电动势。2.三相交流电的优点（1）三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机体积小、重量轻、成本低。（2）电能输送。当输送功率相等、电压相同、输电距离一样，线路损耗也相同时，用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色金属的消耗量，即输电成本较低。（3）目前获得广泛应用的三相异步电动机，是以三相交流

2、电作为电源，它与单相电动机或其它电动机相比，具有结构简单、价格低廉性能良好和使用维护方便等优点。因此在现代电力系统中，三相交流电路获得广泛应用。3.三相交流电的产生三相交流电的产生就是指三相交流电动势的产生。三相交流电动势由三相交流发电机产生，它是在单相交流发电机的基础上发展而来的。如图2-11（a）是三相发电机的原理图，发电机的转动部分称为转子，在转子的励磁绕组中通以直流电，产生恒定的磁场。发电机得到固定部分称为定子，定子铁心的内圆放置电枢绕组。三个尺寸和匝相同的绕组分别用U1U2、V1V2、W1W2表示，称为三相绕组U相、V相、W相，U1、

3、V1、W1称为绕组的首端，U2、V2、W2称为末端。三个绕组安装在定子铁心槽内，三相绕组在空间位置上相差120°。各相绕组的匝数和形状都相同，图2.11（b）所示为U相绕组的示意图。（a）三相发电机原理图（b）一相绕组图2-11三相对称电动势的产生磁极放在转子上，一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的恒定磁场。当转子由原动机拖动作匀速转动时，三相定子绕组即切割转子磁场而感应出三相对称交流电动势。这三个电动势的三角函数表达式为其波形图如图2-12（a）所示，相量图如图2-12（b）所示。（a）三相对称电动势波形（b）三相对称电动势相量图图2-1

4、2三相交流电动势从图2-12（a）中可以看出，三相交流电动势在任一瞬间其三个电动势的代数和为零。即在图2-12（b）中还可看出三相正弦交流电动势的相量和也等于零，即++=0把它们称做三相对称电动势，规定每相电动势的正方向是从线圈的末端指向首端(或由低电位指向高电位)。2.2.2三相电源的连接三相交流发电机实际有三个绕组，六个接线端，我们目前采用的是将这三相交流电按照一定的方式，连接成一个整体向外送电的。连接的方法通常为星形和三角形。1.三相电源的星形联结（Y接）1）星形联结将电源的三相绕组末端U2、V2、W2连在一起，首端U1、V1、W1分别与

5、负载相连，这种方式就叫做星形联结。其接法如图2-13所示。图2-13三相电源的星形联结（有中性线）2）中点、中性线、相线、地线三相绕组末端相连的一点称中点或零点，一般用“N”表示。从中点引出的线叫中性线（简称中线），也叫零线，叫零线的原因是三相电源对称时刻中性线中没有电流通过了，再就是它直接或间接的接到大地，跟大地相连电压也接近零。从首端U1、V1、W1引出的三根导线称相线（或端线）。由于它与大地之间有一定的电位差，一般通称火线。火线与零线共同组成供电回路。在低压电网中用三相四线制输送电力，其中有三根相线一根零线。地线是把设备或用电器的外壳可靠

6、地连接大地的线路，是防止触电事故的良好方案。为了保证用电安全，在用户使用区改为用三相五线制供电，这第五根线就是地线，它的一端是在用户区附近用金属导体深埋于地下，另一端与各用户的地线接点相连起保护的作用。3）输电方式由三根火线和一根地线所组成的输电方式称三相四线制（通常在低压配电系统中采用）。只由三根火线所组成的输电方式称三相三线制（在高压输电时采用较多）。、4）三相电源星形联结时的电压关系（1）相电压UP。、每个绕组的相线与中性线之间的电压称为相电压。相电压的有效值用UU、UV、UW表示。（2）线电压UL。各绕组相线与相线之间的电压，做线电压，

7、其有效值分别用UUV、UVW、UWU表示。（3）相电压与线电压参考方向的规定。相电压的正方向是由首端指向中点N，例如电压UU是由首端L指向中点N；线电压的方向，如电压UUV是由首端U指向首端V，书写时不能颠倒，否则相位相差180°。（4）线电压UL与相电压UP的关系。相电源Y形联结时的电压相量图，如图2-14所示。三个相电压大小相等，在空间各相差120°。图2-14电源星形联结时的电压相量图故两端线U和V之间的线电压应该是两个相应的相电压之差，即=-=-=-线电压大小利用几何关系可求得为：同理可得：结论：三相电路中线电压的大小是相电压的倍，其公

8、式为（2-24）平常我们讲的电源电压为220V，即是指相电压；讲电源电压为380V，即是指线电压。由此可见：三相四线制的供电方式可以给负载提供两种电压