三相交流电路_教学课件.ppt

N
ZW
N
I VN

ZV
R3 – +
IV

R2
W
V
IW

学习情境1 三相交流电路
三相负载的星形连接 负载的种类： 容性负载：电流相位超前电压（如，短路状态的蓄电池、 定时器、闪光器） 感性负载：电流相位滞后电压（如，电机、变压器、镇 流器） 阻性负载，电流与电压相位相同（如，灯泡、电炉、空 调、冰箱）
学习情境1 三相交流电路
三相制供电比单相制供电优越 在发电方面：三相交流发电机比相同尺寸的 单相交流发电机容量大。 在输电方面：如果以相同电压将相同大小 的功率输送到相同距离，三相输电线比单相输电 线节省材料。 在用电设备方面：三相交流电动机比单相电 动机结构简单、体积小、运行特性好等等。
因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。
安全用电 一、电流对人体的作用 人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流， 以至引起死亡或局部受伤的现象成为触电。触电对人 体的伤害程度，与流过人体电流的频率、大小、通电 时间的长短、电流流过人体的途径、以及触电者本人 的情况有关。
学习情境1 三相交流电路
安全用电
触电事故表明，频率为50Hz~100Hz的 电流最危险，通过人体的电流超过50mA时， 就会产生呼吸困难、肌肉痉挛、中枢神经 遭受损害从而使心脏停止跳动以至死亡； 电流流过大脑或心脏，最容易造成死亡事 故。
I U I UV - I WU I V I VW - I UV

U WU

U
Z W ZU ZV W ←I U
I WU


I UV U UV


U


VW
VW
I W I WU - I VW
V
← IV

V
← IW
W
学习情境1 三相交流电路
三、三相交流电路的功率
三相交流电路可以视作三个单向交流电路的组合。三相交流 电路的有功功率、无功功率、视在功率为各项电路的有功功 率、无功功率、视在功率之和。无论三相负载是星形连接还 是三角形连接，当三相负载对称时，电路总的有功功率、无 功功率、视在功率均是每相负载有功功率、无功功率、视在 功率的3倍。
将三相负载分别接在三相电源的每两根相线之间的接法，称 为三相负载的三角形接法。每相负载两端的电压都是电源的线 电压，每项负载中流过的电流为相电流，流过端线上的电流为
线电流。
各相电流的有效值为： IUV
UUV UVW UWU ，IVW ，IWU ZUV ZVW ZWU

由基尔霍夫定律可确定线电流和相电流的关系 U ←I

R1
N
N
R3
IV

ZV
R2
W
V
– +
IW

学习情境1 三相交流电路
星形连接时线电流，相电流，中性线电流的关系
各线电流等于对应的各相电流：
IU IUN ，IV IVN ，IW IWN

然后再根据基尔霍夫定律得中性线电流为：
IN IUN IVN IWN IU IV IW 0


30o
三个线电压的有效值相等，均为相电压有效值的 - U W √3倍。线电压的相位超前相应的相电压相位30°
U VW

三相电源各电压间的相量关系
学习情境1 三相交流电路
三相负载连接
三相负载采用何种联接方式由负载的额定电压决定。 当负载额定电压等于电源线电压时采用三角形联接（电动机，机床）； 当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接（照明灯，家用电器）。
抗值的大小重新分配，没有中性线进行传输便会是电压高的用电 器在高于额定电压的情况下运行缩短使用寿命，而电压低的用电 设备在低压下运行，发挥不了应有的功率，影响使用效果。所以 三相负载不对称式时，必须采用三相四线制，中线不能省去且中 线上不能安装开关、保险丝。
学习情境1 三相交流电路
三相负载的三角形连接
uU 2Up sin t uV 2Up sin t 120 uW 2Up sin t 120
学习情境1 三相交流电路
三相电源的星形连接
电源任意两根端线之间的电压称为线电压，分别用
uUV,uVW,uWU表示，其中的下标字母UV，VW，WU
即为各电压的参考方向。
线电压和相电压之间的关系如下：
学习情境1 三相交流电路
安全用电
触电伤人的主要因素是电流，但电流值又决 定于作用到人体上的电压和人体的阻值。 通常人体的电阻为800Ω至几万欧不等。 一般规定36V以下的电压为安全电压，对人 体安全不构成威胁。
学习情境1 三相交流电路
安全用电
常见的触电方式有单相触电和两相触电。
人体同时接触两根相线，形成 两相触电，这是人体受380V的线电 压作用，最为危险。
学习情境1 三相交流电路
汽车电工电子技术基础
汽车电工电子技术基础
学习情境1 三相交流电路
学习情境1 三相交流电路
三相正弦交流电路
常见的两种电
生活 用电
单向交流 电
生产 用电
三相交流 电
灯泡
计算机
电冰箱
电梯
机床
起重机
学习情境1 三相交流电路
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三相正弦交流电路
主要内容
一、三相交流电源的星形连接（重点） 二、三相负载的连接（重点） 三、三相交流电路的功率（了解） 四、安全用电（了解）
学习情境1 三相交流电路
学习情境1 三相交流电路
学习情境1 三相交流电路
甲、乙、丙、丁四个人谁会触电呢？？？
学习情境1 三相交流电路
正弦交流电路讲完， 请预习下一节磁路与铁心线圈路！
单相触电是人体在地面，而触 及一根相线，电流通过人体流入打 的造成触电。此外，某些电气设备 由于导线绝缘层破损而漏电时，人 体触及外壳也会发生触电事故。
学习情境1 三相交流电路
安全用电
常用的安全措施： 为防止发生触电事故，除应注意开关必需安装在火线上以 及合理选择导线与保险丝外，还必须采取以下防护措施： （1）正确安装用电设备，电气设备要根据说明和要求正确 安 装，以防触电。 （2）电气设备的接零保护，接零保护就是在电源中性点接 地的三相四线制中，把电气设备的金属外壳与中性线连接起 来。这时，如果电气设备的绝缘损坏而碰壳，由于中线的电 阻很小，所以，短路电流很大，立即使电路中的保险丝烧断， 切断电源，从而消除触电危险。
相电 压
W U VW U
三相四线制
L2 火线
L3 火线
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三相电源的星形连接
由三根端线和一根中线组成的供电方式称为三相四 线制，只有三根端线组成的供电方式称为三相三线制。 电源每相绕组两段的电压，即端线与中线之间的电压 称为电源相电压。参考方向规定为从绕组始端指向末端， 分别用UU,UV,UW表示，其有效值用UP表示。 三相电源相电压的瞬时值表达式为：
-UU
U WU

UW
30o 30o

U UV

-UV

uUV UL sin t 30 3UP sin t 30
uVW UL sin t 90 3UP sin t 90 U V uWU UL sin t 150 3UP sin t 150
I UN

U
ZU
IU
N
ZW
I I VN


R1
N
N
R3
IV

ZV
R2
W
V
– +
IW

学习情境1 三相交流电路
三相负载的星形连接
因为 IN IUN IVN IWN IU IV IW 0 所以星形连接的三相负载中线可以省去，采用三相 三线制供电。
U
ZU
IU

I UN

R1
学习情境1 三相交流电路
三相电源的星形连接
将发电机三个定子绕组的末端连在一起引出的一根导线 称为中性线N（中性线接地时称为零线）；三个绕组的 始端U1，V1，W1分别引出的三根导线称为端线（相线 或火线）。 U1
中点 或零点
U U
V U
V1
UV U
N W1
WV U
线电 压 N 中线或零线
L1 火线
A B C N
三 相 四 线 制
三角 形联 接 电 机
Z1
照明
Z2
照 明 星形连接
Z3
照明
学习情境1 三相交流电路
三相负载的星形连接
每项负载两端的电压是电源的相电压。 每项负载中的电流为相电流IP（IUN，IVN，IWN）。 每根端线上的电流为线电流IL。（IU，IV，IW） 中性线上的电流为中线电流IN。
I UN

U
ZU
IU

N
I WN

I I VN


R1
N
N
R3
IV

ZW
ZV
R2
W
V
– +
IW

学习情境1 三相交流电路
三相负载星形连接时的电流情况 各项负载电流的有效值： UUN IUN ZU
IVN IWN
UVN ZV UWN ZW
I WN

I UN

U
ZU
IU

N
ZW
I VN

I
学习情境1 三相交流电路
三相负载的星形连接
我们将负载性质相同、数值也相同，各相电流等于线电流的 负载称为对称性负载，否则便是不对称性负载。
结论： 对称性性负载各相电流瞬时值代数和为零即中性线电流 为零，因此可以省去中性线，采用三相三线制供电方式。 不对称性负载因为各相负载两端的电压会根据各项负载阻
uUV uU uV uVW uV uW
uWU uW uU
目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V
学习情境1 三相交流电路
线电压与相电压的向量关系
线电压有效值UL与相电压有效值UP的关系：
1 3 UL UP cos30 UP 2 2 UL 3UP
相电压有效值和线电压有效值的关系：
P 3PP 3UPIP cos Q 3QP UPIP sin S
P Q
2
2
3UPIP
学习情境1 三相交流电路
三相交流电路的功率
三相负载功率与线电压、线电流的关系：
P 3ULIL cos Q 3ULIL sin S 3ULIL
学习情境1 三相交流电路
学习情境1 三相交流电路
安全用电
（3）电气设备的保护接地，把电气设备的金属外壳用导线 和埋在地中的接地装置连接起来，叫做接地保护，适用于中性 点不接地的低压系统中。电气设备采用接地保护以后，即使外 壳因绝缘不好而带电，这时工作人员碰到机壳就相当于人体和 接地电阻并联，而人体电阻远比接地电阻大，因此流过人体的 电流就很微小，保证了人身安全。
学习情境1 三相交流电路
三相交流电路 概述： 目前电力工程上普遍采用三相制供电。 由三个幅值相等、频率相同（我们国家电网频率 为50HZ)彼此之间相位互差120o的正弦电压所组成的 供电系统。 前面讲的交流电路，实际是三相电路的一相，因 而称单相交流电路。 另一方面，三相电路也可看作按一定规律组成的 复杂交流电路。