三相正弦交流电源

电路基础
如 、 、。
• 端线中的电流称为线电流，线电压和线电流的有效值分别用 和 表示。
• 电源每一相(端线与中线之间)的电压称为相电压，如 、 、 。 • 各相电源中的电流称为相电流，相电压和相电流的有效值分别用
和 表示。
• 这种由3根相线和1根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低
压配电中采用)。
（1）正序或顺序：A相超前B相 120，B相超前C相 120，而 C相又超 前 A相 120，则相序为A—B—C—A；
（2）负序或逆序：如相序为A—C—B—A。 如无特别说明，三相电动势均采用正相序。在电力系统中，相序
是一个十分重要的概念，相序一旦确定，便不可随意更改，这样才 能保证电力系统安全可靠地运行。
• A、B、C分别是3个绕组的始端(或首端)； • X、Y、Z分别是3个绕组的末端(或尾端)。 • 发电机的转子铁芯上绕有励磁绕组(用直流励磁)，当励磁绕组中通以
直流电，在转子中产生磁场。选择合适的磁极表面形状和励磁绕组的 布置情况，定子与转子间的气隙中的磁感应强度将按正弦规律分布。
• 对称三相电动势：幅值相等、频率相同，在相位上彼此相差120的3
图4.3 相电压与线电压的相量图
• 2. 三相电源的三角形(△形)联接
• 如图4.4所示为三相电源的三角形(△形)联接，将三相交流发电
机的3个绕组的始、末端依次联接成一个回路，即将A相绕组的 末端X与B相绕组的始端B相连，B相绕组的末端Y与C相绕组的 始端C相连，C相绕组的末端Z与A相绕组的始端A相连，三相电 源的三角形联接只有3个联接点，没有中点，不能引出中线，从ห้องสมุดไป่ตู้这3个联接点处引出3根导线就是火线，分别与负载相连，这种 没有中线、只有3根相线的输电方式叫做三相三线制。
3U30 U 3U 90
l30 Ul
90
3U150 Ul150
• 可见，对称三相星形联接电源的3个线电压和3个相电压
一样也是对称的。线电压等于相电压的 倍，例如在低 压配电系统中相电压为220V，线电压为380V，此类系 统能给负载提供两种电压。线电压比相应的相电压超前 30，相量图如图4.3所示。
• 对于图4.2所示的三相星形电源，有
图4.2 三相电源的星形联接
上式适用于任意三相正弦电源，当三相电源对称时，设A相电压初相 为零，则有
UAN U0
UBN U 120
UCN U120
所以 由上式可以得到
UAB UAN UBN UBC UBN UCN UCA UCN UAN
电路基础
三相正弦交流电源
• 1.1 三相正弦交流电动势的产生 • 1.2 三相电源的联接
1.1 三相正弦交流电动势的产生
1. 对称三相电动势的产生 三相正弦交流电动势是由三相交流发电机产生的。
• 三相交流发电机主要是由定子和转子两大部分组成。在定子铁芯的内
圆周表面的凹槽内，装有结构完全相同、在空间彼此相隔机械角的3 个绕组A-X、B-Y、C-Z，分别称为A相绕组、B相绕组、C相绕组。
• 中(性)点N：将三相交流发电机三个绕组的末端X、Y、Z联接在一点，成
为一个公共点。
• 从中点N引出的导线称为中线，当中点接地时，又叫零线。 • 始端A、B、C分别与负载相连，从始端A、B、C引出的三根导线称为端
线(又叫相线、火线)。
• 端线A、B、C之间的电压(即火线与火线之间的电压)称为线电压，
对于图4.4所示的三相三角形电源，有 显然，线电压等于相电压， 相量图如图4.5所示。
图4.4 三相电源的三角形联接 图4.5 对称三角形电源的相量图
• 当三相电源做三角形联接时，回路中的电压代数和为零，即
• 需要注意的是，必须严格按照始、末顺序正确联接三相绕阻，如
果有一相接反了，则回路中的电流将不为零，因为每一相绕组的 内阻抗都不大，将会在内部形成很大的环流，有烧坏绕阻的危险。 为避免这种错误，可以在接线时，先保留最后两个端子，将伏特 表接入这两个端子，如果读数为零，则表明接法正确，然后将最 后两个端子接上即可。
个电动势。
• 三相电动势瞬时值的数学表达式为
• 用相量表示为
EA E0
EB E 120
EC E120
对称三相电动势的波形图与相量图如图4.1所示。
图4.1 对称三相电动势的波形图和相量图
显然，3个电动势的瞬时值或相量值之和等于零，即
2. 相序 3个电动势在相位上除了依次相差之外，在时间上还存在先后次序关 系，即所谓的相序。三相电动势达到正的最大值(或相应零值)的先 后次序叫做三相电动势的相序。
1.2 三相电源的联接
基本概念：
• 在采用三相制的电力系统中，作为三相电
源的三相交流发电机的3个绕组并不是单独 供电的，而是按照一定方式联接起来，形 成一个整体，
• 三相电源的联接有星形(亦称Y形)接法和三
角形(亦称 △ 形)接法两种。
• 1. 三相电源的星形(Y形)联接
如图4.2所示为三相电源的星形(Y形)联接