第三章三相正弦交流电路

(2)线电压与相电压的关系
+ – + L1 相量图
uAN
– ––
uAB
N
UCN
UBN
UAB
u u BN CA
+–
u+CN+ u–+BC
L2 L3
根据KVL定律
UBN
30°
UAN
U AB U AN U BN 由相量图可得 U BCU BNU CN U AB 3U AN30
U CAU CN U AN
3 )
2
三相电压瞬时表示式
相量表示
uuUmsin t
U uU0U
uvU msi nt (12)0Uv U120
uwU m si nt (12)0UwU120
波形图
u
uu uv uw
相量图
.
Uw
120° 240° 360°
O
2
120° .
120°
Uu
t
120°
.
Uv
三个正弦交流电动势满足以下特征
3.1 三相电压
1. 三相电压的产生
(首端) U1 V1 W1 + ++
V2
U1 S
定子
W2
e–1 e–2 –e3
(尾端) U2 V2 W2
+ W1
+
_
转子
N+
+
V1
U2
图3.1.2 三相绕组示意图
_
+
e
e
+
_
图3.1.1 三相交流发电机示意图
工作原理：动磁生电
U•1
U2
图3.1.3 每相电枢绕组
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(1 2j
+
可知：
中 因 所负以为 载负对三 载线 称对相 时I 称N ,中电 时I 性电 ，A 压 线三 N 无对 相I 电B 电Z称 流 流A 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
可省掉中性线。
U l 3U P
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
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。
IBN
U BN ZB
ICN
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
(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–
iN
iAN ZA 流，其它两相电
N'
流可根据对称性
––
uBN
+
i Bl
ZB 直接写出。
ZC
如：
uCN
iCl
IAN 10 30 A
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，至于采用哪种方
法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。
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
2. 负载星形联结的三相电路
(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I NI AN I BN I CN
Ul 3UP
Il IP
I AN
U AN ZA
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 。
A
i Al
+
C
uAN
N–
iN
–
uBN
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
2. 三相电源的星形联结
(1) 联接方式
U1
+
+ – A 端线(相线、火线)
N
W1
B
+
u+–CN
i Bl iCl
RC
RA
N RB
A
i Al
+
C
uAN
N–
iN
–
uBN
B
+
u+–CN
i Bl iCl
RC
RA N
RB
解：已知：U AB 38300V U AN 2200V
(1三) 相线对电称流I AN U R A AN 25 200A44 0A
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
(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
ZC
ZB
负载 Y联
结时，线电
iCl
I AN 、I BN 、I CN
流等于相电
Байду номын сангаас
N´负载中性点
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 I B、 l I Cl
中性点
uAN
–
uAB
–
u V1+BN
–
–
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
U AN 、 U BN 、 U CNUp 线电压：端线与端线间的电压 U A、 B U BC 、 U CA Ul