第五章 三相交流电路

U2
L2 i2
Z3 U2
相等（在额定电压 下工作）。
U3
L3 i3
U1
U 2
U 3
380 3
220V
I1
I2
I3
220 400
0.55A
(2) 如果1相断开时，其他两相负载相电压、相电流；
I1 0 U2 U3
380 2
190V(串联）
试求各相负载电流及中线电流。
L1
i1
解: 相电压
U1
Up
Ul 3
380 3
220V
N
选
•
U
1为参考相量,
则:
U2
iN
Z1
N
i2
Z3
Z2
•
•
I1
U1
220
220
U3
44 36.9A
Z1 4 j3 5 36.9
L2 i3
L3
•
• I2
U2
220
Z2 •
120 44 5
中线电流为
120A IN I1 I2 I3
三相电源
对称三相电源是由三相发电机产生的频率相同、幅值相 等、相位互差120°的组合而成，简称三相电源。其参考性正 记性端标记为U1，V1，W1，负极性端标记为U2、V2、W2。每 一个电源称为一相，依次称为U相、V相、W相。
其瞬时电压表示为：
u1 Um sint u2 Um sin( t 120 ) u3 Um sin( t 240 ) Um sin( t 120 )
Um
uU
uV
uW
0
2
–Um
三相交流电压出 现正幅 值（或相应 零值）的顺序称为 相序。在此相序为UV-W-U称为顺相序或
t 正相序。
在电力系统中 一般用黄、绿、红区 别U、V、W三相。
对称三相电压由三相发电机提供。由3个电源联合供
电的体制称为三相制。若以uU为参考电压， uU则比uW 超前120°,uV比uW超前120°。
第5章
三相交流电路
5.1 三相电源 5.2 三相电源的联结 5.4 三相电路的功率 5.6 安全用电
引言
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（我国电网频率为50HZ），彼此 之间相位互差120o的正弦电压所组成的供电的系统。 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。
•
I3
U3
220
120 220
120
44 36.9 44 120
Z3 6 j8 10 53.1 22 173.1 62.5 97.1A
22 173.1A
例3.2(p55 3.1) 图中电源电压对称，线电压U=380 V ，负载 为电灯组，每相电灯（额定电压220V）负载的电阻400。试计
在输电方面：如果以同样电压将同样大小的功率 输送到同样距离，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。
3.1 三相电源
【知识目标】 1.了解对称三相电源及电源相序。 2.掌握对称三相电源特点，能正确写 出表达式。 【能力目标】 1.理解三相电源在生产生活中的应用。 2.理解生活中单相电源和三相电源的 关系。
对称三相电源特点为： u1 u2 u3 0
例5-1 一个三相对称电源，已知 uU=311sin(314t-30°) V,求uV、uW的瞬时 表达式。
解： uV=311sin(314t-150°) V uW=311sin(314t+90°) V
3.2 三相电源 的连接
3.2.1 Y 形联接 3.2.2 Δ 形联接
3.2.2 Δ 形联接
发电机三相绕组
L1
依次首尾相联，引
出三条线，称为三
L2
角形联接。
L3
Ul Up
注意
不能将每相电源正负接错， 否则烧坏电源
3.3 三相负载 的连接
3.3.1 Y 形联接 3.3.2 Δ 形联接
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。
U2
i2
U3
L2 i3
Z2
U•3 I•3
三相交流 电动机
每相负载中的
L3
电流为:
I1
U1 Z1
I3
U3 Z3
I2
U2 Z2
中性线中的电流为:
IN I1 I2 I3
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I•2
若负载对称，即 U•2
Z1 Z2 Z3 Z
U•1
I•1
对称负载相量图
IN I1 I2 I3 0 对称负载可以去掉中线。
线、相电压关系式
U12 U1 U2
U31
U23 U2 U3
N
U31 U3 U1
线电压的有效值用 U l 表示,
U•3
U1
30o
U2
30o
U•2 U3
UL121
U12 30o UU3•11N
L2
U23
相电压的有效值用Up表示。 由
L3
相量图可知它们的关系为:
U23
Ul 3Up
相量图
U12 3U1 30o U23 3U2 30o U31 3U3 30o 三个线电压也是三相对称电压
3.2.1 Y 形联接
把发电机三相绕组的末端 L1 L2 L3 联接成一点。 联接方式称L1为L电2 L源3 作的为星与形外联电接路。相联接的端点。 这种
中点 或零点
L1 火线 线电压
U1
U12
N 中线(零线)
N
相电压
U2
U31
L2
U3
U23
L3
三相四线制
火线 火线
目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。
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 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。
3.3.1 Y 形联接 L1 i1
U1 N
iN
Z1
N
U1 U 0o
U2 U 120o
U3 U 120o
Z3
算：
• 求负载相电压、相电流；
(2) 如果1相断开时，其他两相负载相电压、相电流；
(3) 如果1短路时，其他两相负载相电压、相电流；
(4)电压如、果相采电用流了。三相四线制，当1相断开、L短1 路i1 时其他两相负载相
解：（1） 负载对 称时，可以不接中 线，负载的相电压
U1
N
Z1
U3
U1 N
Z2
与电 源 的相电压
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。
如果三相负载不对称, 中线上就有电流IN通过, 此 时中线是不能被除去的, 否则电气设备不能正常工作。
例 3.1 在如图（a）所示的三相四线制电路中,
线电压U· =380 V, Z1 4 j3Ω, Z2 5Ω, Z3 6 j8Ω