三项交流电路
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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。
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。 磁极 （是转动的，亦称转子）
A
A BC
Y
S
Z
–
n
A X X YZ
单相绕组 三相绕组
+
+
C
N
三相绕组的三相电动势
+ B
ZB
•
三相交流
U C
B iC
UC • 电动机 IC
C
负载中电流:
(略线路阻抗)
IA
U A
Z IC
A
IB U C
ZC
U B ZB
中性线中的电流为: •
IN IA IB IC IB
•
UA
•
若负载对称，即
IZNA
IZAB
IZBCIZC
0
•
UB
IA 对称负载相量图
对称负载可以去掉中线。
学习情境1 三相交流电路
Ul Up
U AB U A U BC UB
UCA UC
学习情境1 三相交流电路
A B C
学习情境1 三相交流电路
A
U1 V1 W1
B
C
U2
V2 W2
UUV UU UVW UV
对称
Ul U P
UWU UW
• 如果三相电源电动势对称，则三相电
压的相量和为零，即：
UU UV UW 0
• 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。
• 如果将某一相绕组接反，三角形回路 中的总电压为 ：
U UU UV UW 2UW
UW
UU
UV UU
UV U UW
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 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
U A N
U B
A
iA
U A U0
iN
ZA
UB U 120
ZC
iB
N UC U120
2.相量形式
U A U U B U U C U
0o 120o 120o
学习情境1 三相交流电路
3.对称正弦量 幅值相等, 频率相同, 相位互相差120°的正弦量。
u uA uB uC
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
三相电压相量图
对称正弦量特点为： U A U B U C 0
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。
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。
• 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 ；
uA uB uC 0
4.正弦量的相序
Um
uA
uB
uC
0
2
–Um
学习情境1 三相交流电路
三相交流电 在相位上的 先后次序称
为相序。
t 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。
• 顺序：相序为A→B→C 。 • 逆序：相序为A→ C → B 。
S N
• •+ S •
+ N •+ +
S N
•Z +•
B
学习情境1 三相交流电路
由于电机结构的原因, 这三相绕组所发出的三相电 动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120°。 可将其表示为：
uA Um sint uB Um sin(t 120 )
uC Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
活动2 三相电源的联接
学习情境1 三相交流电路
1.星形联接 把发电机三相绕组的末端 XYZ 接成 A、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
U A
A 火线 U AB
线电 压
N 中线或零线
NΒιβλιοθήκη Baidu
相电 压
U B
U CA
B
U C
U BC
C
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。
幅值相等, 频率相同, 彼
铁
+
X
绕 此之间相位相差120°。
组
三相对称电动势的产学生习情境1 三相交流电路
e eU
eV
eW
0 2 5 7 4 3 5 11 2
6 3 2 3 6 6 3 23 6
A
eA B eB C
+
+
0
uA
uB
-
-
X
Y
Z
t
eC
+
uC
-
A
•
Y +•
S
C+
N
+
X
U相
t V相
W相
U CA
•
UC
30o
U CA U C U A
U AB
30o •
UA
线电压的有效值用Ul 表示, 相电压的有效值用Up表示。
•
UB
30o
由相U A量UB l图 可33知UUAp它3们0的o 关系为三:相电源各电压U间BC的相量关系
U BC 3UB30o UCA 3UC30o
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。
学习情境1 三相交流电路
中点
或零点
U A
N
U B
相电
U C
压
A 火线
线电
U AB
压
N 中线或零线
U CA
B U BC
C
火线 火线
根据KVL： U AB U A U B U BC U B U 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 U BC U B U C
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。
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。 磁极 （是转动的，亦称转子）
A
A BC
Y
S
Z
–
n
A X X YZ
单相绕组 三相绕组
+
+
C
N
三相绕组的三相电动势
+ B
ZB
•
三相交流
U C
B iC
UC • 电动机 IC
C
负载中电流:
(略线路阻抗)
IA
U A
Z IC
A
IB U C
ZC
U B ZB
中性线中的电流为: •
IN IA IB IC IB
•
UA
•
若负载对称，即
IZNA
IZAB
IZBCIZC
0
•
UB
IA 对称负载相量图
对称负载可以去掉中线。
学习情境1 三相交流电路
Ul Up
U AB U A U BC UB
UCA UC
学习情境1 三相交流电路
A B C
学习情境1 三相交流电路
A
U1 V1 W1
B
C
U2
V2 W2
UUV UU UVW UV
对称
Ul U P
UWU UW
• 如果三相电源电动势对称，则三相电
压的相量和为零，即：
UU UV UW 0
• 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。
• 如果将某一相绕组接反，三角形回路 中的总电压为 ：
U UU UV UW 2UW
UW
UU
UV UU
UV U UW
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 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
U A N
U B
A
iA
U A U0
iN
ZA
UB U 120
ZC
iB
N UC U120
2.相量形式
U A U U B U U C U
0o 120o 120o
学习情境1 三相交流电路
3.对称正弦量 幅值相等, 频率相同, 相位互相差120°的正弦量。
u uA uB uC
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
三相电压相量图
对称正弦量特点为： U A U B U C 0
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。
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。
• 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 ；
uA uB uC 0
4.正弦量的相序
Um
uA
uB
uC
0
2
–Um
学习情境1 三相交流电路
三相交流电 在相位上的 先后次序称
为相序。
t 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。
• 顺序：相序为A→B→C 。 • 逆序：相序为A→ C → B 。
S N
• •+ S •
+ N •+ +
S N
•Z +•
B
学习情境1 三相交流电路
由于电机结构的原因, 这三相绕组所发出的三相电 动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120°。 可将其表示为：
uA Um sint uB Um sin(t 120 )
uC Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
活动2 三相电源的联接
学习情境1 三相交流电路
1.星形联接 把发电机三相绕组的末端 XYZ 接成 A、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
U A
A 火线 U AB
线电 压
N 中线或零线
NΒιβλιοθήκη Baidu
相电 压
U B
U CA
B
U C
U BC
C
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。
幅值相等, 频率相同, 彼
铁
+
X
绕 此之间相位相差120°。
组
三相对称电动势的产学生习情境1 三相交流电路
e eU
eV
eW
0 2 5 7 4 3 5 11 2
6 3 2 3 6 6 3 23 6
A
eA B eB C
+
+
0
uA
uB
-
-
X
Y
Z
t
eC
+
uC
-
A
•
Y +•
S
C+
N
+
X
U相
t V相
W相
U CA
•
UC
30o
U CA U C U A
U AB
30o •
UA
线电压的有效值用Ul 表示, 相电压的有效值用Up表示。
•
UB
30o
由相U A量UB l图 可33知UUAp它3们0的o 关系为三:相电源各电压U间BC的相量关系
U BC 3UB30o UCA 3UC30o
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。
学习情境1 三相交流电路
中点
或零点
U A
N
U B
相电
U C
压
A 火线
线电
U AB
压
N 中线或零线
U CA
B U BC
C
火线 火线
根据KVL： U AB U A U B U BC U B U 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 U BC U B U C