电工基础第六章教案

第六章三相电路

第一节三相电源

学习目标：

1. 熟悉三相交流电源的表达式、相量表示法、相量图

重点：三相表达式、相量图

一、三相电动势

图7-1

三单相电动势的产生：如图7-1所示，若定子中放三个线圈 ( 绕组 ) ：U 1 ® U 2 ，

V 1 ® V 2 ，W 1 ® W 2 ，由首端（起始端、相头）指向末端（相尾），三线圈空间位置各差 120°，转子装有磁极并以w的速度旋转，则在三个线圈中便产生三个单相电动势。

二、三相对称电源

图7-2．

供给三相电动势的电源称为三相电源，三个最大值相等，角频率相同而初相位互差时的三相电源则称为对称三相电源。如图7-2所示，他们的参考方向是始端为正极性，末端为负极性。

1．三相电源的表示式

3 ．相量表示式及相量图、波形图，如图7-3所示

图7-3

4 ．三相电源的特征：大小相等，频率相同，相位互差120º 。对称三相电源的三个相电压瞬时值之

和为零，即

5 ．相序：对称三相电压到达正（负）最大值的先后次序，U → V → W → U 为顺序，U → W → V → U 为逆序。本章若无特殊说明，三相电源的相序均为顺序。

第二节三相电源的连接

教学目标：

1．三相四线制、三相三线制电路的基本概念

2 ．掌握三相交流电源的星形连接和三角形连接的特点

重点：三相交流电源的星形连接和三角形连接的特点

难点：三相交流电源的三角形连接的特点

图7-4

一、星形联接

1 ．基本概念：

（ 1 ）三相电源的星形联接：将对称三相电源的三个绕组的相尾（末端） U2 、 V2 、 W2 联在一起，相头（首端） U1 、 V1 、 W1 引出作输出线，这种联接称为三相电源的星形联接，如图7-4所示。

（ 2 ）中性线：联接在一起的 U2 、 V2 、 W2 点称为三相电源的中性点，用 N 表示，当中性点接地时称为零点。从中性点引出的线称为中性线，当中性点接地时称为零线，但与地线不同。

（ 3 ）火线：从三个电源首端 U1 、 V1 、 W1 引出的线称为端线，俗称火线。

（ 4 ）相电压：端线到中性线之间的电压称为相电压，用符号、、表示。常以作为参考电压。

（ 5 ）线电压：端线到端线之间的电压称为线电压，用、、表示。规定线电压的方向分别是由 U 线指向 V 线， V 线指向 W 线， W 线指向 U 线。

2 ．特点：

用相量形式表示为

假设，，

则=

图 7-5

由上式可得，三相线电压对称，线电压的有效值（）是相

电压有效值（）的倍，即，且各线电压超前相应的相电压30°

3 ．相量图，如图7-5所示

图7-6

二、三角形联接

1 ．基本概念：如图7-6所示，将对称三相电源中的三个绕组中 U 相绕组的相尾 U

2 与 V 相绕组的相头 V1 ， V 相绕组的相尾 V2 与 W 相绕组的相头 W1 ， W 相绕组的相尾 W2 与 U 相绕组的相头 U1 依次联接如图，由三个联接点引出三条端线，这样的联接方式称为三角形（也称△形）联接。

2 ．特点：三相电源作三角形联接时，线电压就是相应的相电压，即

或

即

图 7-7

3 ．相量图，如图7-7所示

因为对称电动势三个电动势之和为零，空载时，闭合回路内没有电流。必须注意，如果任何一相定子绕组接法相反，三个相电压之和将不为零，在三角形联接的闭合回路中将产生根大的环行电流，造成严重恶果。所以相线不能接错，常先接成开口三角形，测出电压为零时再接成封闭三角形。

第三节三相负载的连接

学习目标：

1 ．掌握三相负载星形和三角性连接。

2 ．掌握两种连接方式下，线电压与相电压、线电流和相电流的关系

3 ．了解中性线的作用

重点：三相负载星形和三角性连接方式下的线电压与相电压、线电流和相电流的关系

难点：中性线的作用

一、三相对称负载星形

图7-8

1. 常用术语：如图7-8所示

①端线：由电源始端引出的联接线

②中性线：联接两个中性点, 的联接线

③相电压：指每相电源（负载）的端电压。

④线电压：指两端线之间的电压

⑤相电流：流过每相电源（负载）的电流，有效值记作

⑥线电流：流过端线的电流，有效值记作

⑦中线电流：流过中性线的电流

2 ．三相四线制电路

图7-9 图7-10

（ 1 ）定义：在电源与负载.

都是星形连接的电路中，连接电源与负载有四条输电线，即三根端线与一根中性线，这样的连接叫三相四线制，用 Y/Y 0 表示，如图7-10所示。目前我国低压配电系统普遍采用三相四线制，线电压是 380V ，相电压是 220V 。当负载不是对称负载时，应采用三相四线制连接。

（ 2 ）特点：

图7-11

即

线电流等于相电流，，中性线电流等于各相电流代数和。

（ 3 ）电压电流的相量图，如图7-9所示

3 ．三相三线制电路

（ 1 ）定义：在电源与负载都是星形连接的电路中，连接电源与负载有三条输电线，即三根端线，这样的连接叫三相三线制，如图7-11所示。当负载是对称负载时，可以省略中性线，采用三相三线制连接。

（ 2 ）特点：线电流等于相电流，即，而，由于三个线电流的初相位不同，在某一瞬时不会同时流向负载，至少有一根端线作为返回电源的通路。

二、三相负载的三角形联接

图7-12

1 ．定义：将三相负载首尾依次连接成三角形后，分别接到三相电源的三根端线上，这种连接称为三角形连接，如图7-12所示。