3.4 正弦三相交流电

在同一个三相电源时，负载以三角形连接时所获得的功率大。 因此三相交流马达要求以星形连接启动，然后再转换到三角 形连接
UP 解: (1) I P Z
有一三相电动机, 每相的等效电阻R = 29, 等效 感抗XL=21.8, 试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于UL =380 V的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于UL=220 V的三相电源上。
A ZCA 线电流: 流过端线的电流 Z AB Z
BC
相电流: 流过每相负载的电流
B C
线电流不等于相电流
负载相电压=电源线电压 即: UP = UL
一般电源线电压对称，因此不 论负载是否对称，负载相电压始 UAB=UBC=UCA=Ul=UP 终对称, 即
负载对称时, 相电流对称，即 UP I AB I BC I CA I P Z 为此线电流也对称，即 I A I B IC I l 。
Q 3Up I p sin p 3U l I l sin p 无功功率
S P Q 3UP I P 3UL I L 视在功率
2 2
正误判断
N
U A
I A
+ –
I N U B
I a
Z
C
– –
U C
ZA N' Z
B
+
I B
I C
对称负载 Y联结
星形 三角形 星形连接
线 电 压
星形 三角形
火线
相电压
中性点
三 相 四 相 制
飞机 供电 系统
线电流 中线
线电流=相电流
相 电 流
相 电 压 负载的中性点
星形连接时线电压与相电压的关系（电压矢量图）
在星形连接中 线电压是相电压的根号3倍 线电压超前于相电压30。 线电流=相电流
三角形连接
3
应作 Y 联结
三角电路的功率 单相电流功率：
三相电流功率：
当负载对称时：P = 3Up Ipcosp
1 U l , Ip I l 对称负载Y联结时： U p 3 相电压与相
所以 同理
1 I l 电流的相位差 对称负载 联结时： U p U l , I p 3
P 3UP IP cos P 3Ul I l cos P 有功功率
复习回顾
1、滤波电路概念、用途：抑制或衰减某些频率的信号
2、滤波器的种类 名称 符号 频率范围 说明
在滤波器输入端作用的是含有 所有频率成分的电压信号 低通滤波器允许低频信号通过， 但阻止高频到达输出端 高频滤波器抑制所有的低频信 号，但允许高频信号到达输出 端 带通滤波器允许某一段限定频 率范围内的信号到达输出端， 其余频率的信号都被抑制 带阻滤波器抑制某一段限定频 率范围内的所有信号，其余频 率的信号都能到达输出端
220
292 21.82
A 6.1 A
P 3U L I L cos 3 380 6.1
29 292 21.82
W
3 380 6.1 0.8 3.2 k W
(2)
UP 220 IP A 6.1 A 2 2 Z 29 21.8
I L 3 I P 10.5 A
I l 2 I P cos 30 3 I P
线电流比相应的相电流滞后30。
结论: 对称负载Δ 联接时 线电流I l 3 I P(相电流), 且落后相应的相电流 30。
三相负载的联接原则
应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与 电源的联接方式无关。
负载的额定电压 = 电源的线电压 应作 联结 1 负载的额定电压 = 电源线电压
线电流是相电流的根号3倍 线电压=相电压 负载端作星形或三角形连 接（负载相同）结果一致
三相电路一般在平衡状态下使用，因此，每相的
相电流、相电压；线电流、线电压都相等。 相电流用IP表示，相电压用UP表示，线电流用Il 表示，线电压用Ul表示
三相负载
三相负载：需三相电源同时供电 负载 三相电动机等 单相负载：只需一相电源供电 照明负载、家用电器 对称三相负载：ZA=ZB= ZC 三相负载 如三相电动机 不对称三相负载： 不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载 三相负载的联接 三相负载也有 Y和 两种接法，至于采用哪种方 法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。
分类
三相负载连接原则
（1） 电源提供的电压=负载的额定电压； （2） 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
A B C N
电源 保险丝
三相四线制 380/220伏
额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载
负载星形联结的三相电路 ZA N' ZB Y: 三相三线制 Y0：三相四线制
讲授新课
3.4 正弦三相交流电
1
• 对称三相电压及其特点
2
• 对称三相电路
三相交流电路定义：由三相对称电源和三相负载组成的电路系统 优点：体积小、重量轻；比单相交流电动机性能好、经济效益高 应用：飞机上的主电源 三相对称电压的产生： 三相交流发电机
工作原理：磁动生电
Y
•
A • S
+
定子 Z 转子 B
P 3UL I L cos 3 220 10.5 0.8W 3.2 k W
比较(1), (2)的结果: 有的电动机有两种额定电压, 如220/380 V。 当电源电压为380 V时, 电动机的绕组应联结成星形； 当电源电压为220 V时, 电动机的绕组应联结成三角形。 在三角形和星形两种联结法中, 相电压、相电流 以及功率都未改变，仅三角形联结情况下的线电流 比星形联结情况下的线电流增大 3 倍。
三个正弦交流电动势满足以下特征 最大值相等 频率相同 称为对称三相电动势 相位互差120° 对称三相电动势的瞬时值之和为 0
即：eA
eB eC 0
三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。
供电系统三其特点
2
• 对称三相电路
三相交流电路定义：由三相对称电源和三相负载组成的电路系统
负载对称 时，只需计 算一相电流， 其它两相电 流可根据对 称性直接写 出。
负载对称无中性线时 U L 3UP
1. 不对称三相负载做星形联结且无中性线时, 三相负载的相 电压不对称。
2. 照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式
3.中性线上不允许接刀闸和熔断器。
负载三角形联结的三相电路
+
Ul Il Z
Il 3IP
U AB IA Z A ZB
U AB IA Z A ZB
Il
UP Z
Ul UP
U l 3U P I P Z
UP
因此，在使用同一个三相电源时，负载从三角形连接 转换到星形连接，其三相负载获得的功率将减小： P三角形=3PY
•
-
C
N X
铁心（作为导磁路经） 匝数相同 定子 三相绕组 发电机结构 空间排列互差120 转子 : 直流励磁的电磁铁
e
eA eB eC
120° 240° 360° 2
三相电动势瞬时表示式
0
eA Em sin t eB Em sin( t 120) t eC Em sin( t 120)
N ZC
N 电源中性点
N´负载中性点
Y 联结时：
相电流：流过每相负载的电流 线电流：流过端线的电流
U L 3U P
IL IP
负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算
(3) 对称负载Y 联结三相电路的计算
N
ZC
ZA N'
ZB
因为三相电压对称，且ZA ZB ZC
所以负载对称时，三相电流也对称。 负载对称时,中性线无电流,可省掉 中性线。