第三章 三相正弦交流电路

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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uu ： uvuw0
或 U uU vU w0
三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。
供电系统三相交流电的相序为 L1
L2
L3
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2. 三相电源的星形联结
(1) 联接方式
U1
3 )
2
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三相电压瞬时表示式
相量表示
uuUmsin t
U uU0U
u uv w U U m m ssii n n tt ( (1 12 2 ))0 0U U wv U U112200
波形图
相量图
u
.
uu uv uw
Uw
120° 240° 360°
O
2
120° .
120°
Uu
t
120°
.
Uv
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第3章 三相正弦交流电路
3.1 三相电压 3.2 负载星形联结的三相电路 3.3 负载三角形联结的三相电路 3.4 三相功率
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3.1 三相电压
电能的产生、传输和分配大多采用的是三相 正弦交流电形式。由三相正弦交流电源供电 的电路称为三相电路。与上一章介绍的单相 正弦交流电路相比，三相电路具有输电经济、 三相电机性能好、效率高、成本低等优点。 本章主要讨论三相正弦交流电源的联接、负 载的联结、三相电路的分析以及三相电路的 功率问题。
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(2) 负载Y联结三相电路的计算 i Al
Y 联结时：
+
uAN
N– ––
uBN
+
iN
iAN ZA
N'
ZB
i Bl
ZC
uCN
+
iCl
1)负载端的线电压＝电源线电压
2)负载的相电压＝电源相电压
3)线电流＝相电流
4)中线电流INIAN IBN ICN
Ul 3UP
Il IP
I AN
U AN ZA
A
i Al
+
C
uAN
N–
–
iN
uBN
B
+
u+–CN
i Bl iCl
RC
RA
N RB
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A
i Al
+
C
uAN
N–
–
iN
uBN
B
+
u+–CN
种方法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。
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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 电源 保险丝 B
C
N 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
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2. 负载星形联结的三相电路
可省掉中性线。
U l 3UP
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例1：一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电
源线电压 u A B 38 2 s0 i3 nt1 (3 4 )0 V 。负载为电
灯IN组; 若，R若A=R5A=R,B=RBR=C1=0
5 ,
，求线电流及中性线电流 RC=20 ,求线电流及中
性线电流 IN 。
I BN
U BN ZB
I CN
U CN ZC
负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算
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(3)对称负载Y 联结三相电路的计算
i Al
负载对称时，
+
只需计算一相电
uAN
N– ––
uBN
+
iN
iAN ZA 流，其它两相电
N'
流可根据对称性
ZB 直接写出。
i Bl
ZC
如：
uCN
组
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铁心（作为导磁路经）
定子
匝数相同
发电机结构
三相绕组 空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁
三相电压瞬时表示式
uuEmsin t
uvE msi nt (12)0
uwE m si nt (12)0
相量表示
U U u v U U01U 2 0U(1 2j
3) 2
U wU12 0U(精1 2 品课 件 j
iCl
I AN 10 30 A
+
可知：
中 因 所负以为 载负对三 载线 称对相 时I 称N ,电 时中I 电 ，性A 压三线 N 对 相无I B 电电Z称 流 A 流 流N I 也， ,C Z对B且 N 称0 Z。负C II载 CBNN
10 90 A 10 150 A
对称无中性线时
+
+ – A 端线(相线、火线)
N
W1
中性点
uBN
–
–
uCN
+
u–+BC
N中性线(零线、地线)
uCA
在低压系统,中
B 性点通常接地，
所以也称地线。 +C
相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压
线电压：端线与端线间的电压 U U A AN 、 、 BU U BBN 、 C 、 U U CCNAUUlp
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(2)线电压与相电压的关系
+ – + L1 相量图
uAN
–
uAB
U CN
U BN
U AB
––
N
u u BN CA
+–
u+CN+ u–+BC
L2 L3
根据KVL定律
U BN
30° U AN
U AB U AN U BN U U C BA C U U C BN N U U A CN N
由相量图可得
U AB 3U AN30
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同理
U BC 3U BN30 U CA 3U CN30
结论 Y 形 ： 联 ,线 电 结 U 电 l 源 3 U 时 P ,压 且
前相应的相3电 0 ,压 三相线电压也是。 对称
3. 三相电源的三角形联结
A +–
uAB
–
uCA
B
uU+–BCBC +
C
结 论 ： 电 源 Δ 形结联 时 线电压Ul 相电压Up
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3.1 三相电压
1. 三相电压的产生
(首端) U1 V1 W1 + ++
V2 +
W1
U1
定子
S
W2
+
_
转子
N+
+
V1
图3.1.1 三U2相交流发电机示意 图
工作原理：动磁生电
e–1 e–2 –e3
(图尾3端.)1.U22 三V相2 绕W组2示意
图
_
+
e
e
+
_
U•1
U2
图3.1.3 每相电枢绕
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3.2 负载星形联结的三相电路
1. 三相负载
分类 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
(1) 联结形式
+
uAN
N– ––
uBN
+
uCN
+
N 电源中性点
i Al
Y: 三相三线制
Y0：三相四线制
iN
iAN ZA
N'
结论：
i Bl
ZB ZC
负载 Y 联
iCl
IAN 、IBN 、ICN
结时，线电
N´负载中性点
流等于相电 流。
相电流：流过每相负载的电流
线电流：流过端线的电流 IA、 l IB、 l ICl