三相交流电路 教学课件

X BC R BC
CA arctan
X CA R CA
学习情境1 三相交流电路
– A uC
A
若负载对称，即 + uA
B
Z CA
iAB
Z AB
Z AB Z BC Z CA Z
iCA iB iBC
Z BC
和 AB BC CA 则负载相电流也是对称的，即
I AB I BC I CA I p
53.1° 36.9° 97.1° · I
A
· UA
· IB · UB
I· N · IC
· IB
(b)相量图 中线的作用: 中线在三相电路中的作用是既能为用户提供两种 不同的电压, 同时又为星形联接的不对称负载提供对 称的 220 V相电压。 因此, 为了保证负载的相电压对称, 在中线的干线 上是不准接入熔断器和开关的, 而且要用具有足够机 械强度的导线作中线。
三相绕组的三相电动势 幅值相等, 频率相同, 彼 此之间相位相差120°。
三相对称电动势的产生
e e U
学习情境1 三相交流电路
eV
eW
A • S • Z + + N + • • + B S S
• + • •

6
3
2
3
6
6
3
2 3
6
2
S N + X • •
0


2 5
7 4 3 5 11

220120 10 53.1
22173.1 A
(a) 电路图
· 学习情境1 三相交流电路 UC
中线电流为
I N I A IB I C 44 36.9 44 120 22173.1 62.5 97.1

· IC
Ul 3U p
o 3UA 30
30o
U BC
U AB
U BC
三相电源各电压间的相量关系
30o 3UC
30o U 3UB CA
学习情境1 三相交流电路
2. Δ 形联结
发电机三相绕组 依次首尾相联，引 出三条线，称为三 角形联结。
Ul Up
A B

UA
•
学习情境1 三相交流电路
如果三相负载对称, 中线中无电流, 故可将中线
除去, 而成为三相三线制系统。 但是如果三相负载不对称, 中线上就会有电流IN 通过, 此时中线是不能被除去的, 否则会造成负载上 三相电压严重不对称, 使用电设备不能正常工作。
学习情境1 三相交流电路 • 三相电动势和负载对称，各相电压 和电流也都对称。只要某一相电压、 电流求得，其他两相就可以根据对 称关系直接写出 ； 各相电流仅由各相电压和各相阻抗 决定。各相计算具有独立性。三相 对称电路计算可归结为一相来计算。
学习情境1 三相交流电路
情景1 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，因而前面讨论的交流电路的一般规 律和计算方法，在此仍然适用。
u A u B uC 0
学习情境1 三相交流电路
4.正弦量的相序
Um uA uB
三相交流电
uC
在相位上的
先后次序称
为相序。
t
0 –Um

2
三相发电机中各绕组 电动势到达幅值（或 零值）的先后次序。
上述的三相电源的相序为A→B→C。在电力
系统中一般用黄、绿、红 区别A、B、C 三相。
BC B C
U CA U C U A
学习情境1 三相交流电路
各线电压与相电压之间的关系为:
U AB U A U B
UC
U CA
30o 30o •
U AB
U BC U B U C
U CA U C U A
UA
•
线电压的有效值用 U l 表示, • UB 相电压的有效值用Up表示。 由相量图可知它们的关系为:
U V W
• 如果将某一相绕组接反，三角形回路 中的总电压为 ：
U U U U V U W 2U W
UV UW
U
学习情境1 三相交流电路
活动3 三相负载的联接
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作 的叫做三相负载,如果每相负载的阻抗值和阻抗 角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。 另一类是只需接单相电源的负载，它们可 以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或
பைடு நூலகம்
线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载，
但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对
称负载。如照明灯。
学习情境1 三相交流电路
1. Y 形联结
UA
A
iA
iN
ZC
ZA
U A U 0
N
UB UC
B
C
U B U 120
N

U C U 120
•

iB
iC
•
【例1-1】 星形联接的三相负载，每相电阻R=6Ω ，感抗 XL=8 Ω。电源电压对称， 设 uUV 380 2 Sin( t 30 ) V ，试求电流。 解 : 因为负载对称，计算一相即可，现以U相为例。
UU
IU
U UV 3


380 3
220 V
22 A
uU 220 2 Sin t V
ZB
UC IB
•
IC
•
三相交流 电动机
负载中电流: (略线路阻抗)
IA
中性线中的电流为:
I N I A IB IC
• UB UA IA 若负载对称，即 • IB Z B Z Z Z Z UB 对称负载相量图 ZA A B C UC IC I N I A I B I C 0 对称负载可以去掉中线。 ZC
学习情境1 三相交流电路
任务1 三相电源与三相负载 活动1：三相交流电动势的产生
1.三相交流发电机主要组成部分： 电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。 A B C 磁极 （是转动的，亦称转子）
A Y
– +
S
Z
n
N
A +
B
X
X Y Z
单相绕组
三相绕组
+
C
+
X
铁
绕 组
线电 压 N 中线或零线
U CA
B
A
火线
火线 火线
三相四线制 目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。
相电 压
U BC
C
学习情境1 三相交流电路
中点 或零点 N
UA UB UC
U AB
线电 压 N 中线或零线
U CA
B
A
火线
火线 火线
相电 压
U BC
C
U AB U A U B 根据KVL： U U U
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。
• 顺序：相序为A→B→C 。
• 逆序：相序为A→
C→B。
学习情境1 三相交流电路
活动2 三相电源的联接
1.星形联接 把发电机三相绕组的末端 XYZ 接成 A 一点。而把始端 、B、C作为与外电路相联接的端点。 这种联接方式称为电源的星形联结。
中点 或零点 N
UA UB UC U AB
220 V

A

为参考相量, 则:
2200 4 j3 2200 536.9 44 36.9
N′
R3＝ 6 Ω －jX＝－j 8Ω C

UA ZA

IB


UB ZB

220 120 5

44 120 A
IC
UC ZC

220120 6 j8
XL R

UU ZU
220 6 8
2 2
arctan
arctan
8 6
53

iU 22 2 Sin( t 53 ) A iV 22 2 Sin ( t 53 120 ) 22 2 Sin ( t 173 ) A
iW 22 2 Sin ( t 53 120 ) 22 2 Sin ( t 67 ) A
学习情境1 三相交流电路
活动4. 负载的三角形联接（ △形） 若忽略端线阻抗（ZL=0）, 则电路具有以下关系。
iA
– A
uC
A
+ uA
B
Z CA
iAB
Z AB
iCA iB iC iBC
Z BC
(1) 负载线、相电压之间的关系 线、相电压对应相等
U AB U BC U CA U l U p