三相交流电路_教学课件

•
U WU
•
I UV
•
•
•
Z Z •
I WU
W
U•
I V I VW - I UV
•
•
•
W • U VW
ZV
U ← UV
•
IV
V ← • I VW
•
I W I WU - I VW
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← IW
U
V
W
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三、三相交流电路的功率
三相交流电路可以视作三个单向交流电路的组合。三相交流 电路的有功功率、无功功率、视在功率为各项电路的有功功 率、无功功率、视在功率之和。无论三相负载是星形连接还 是三角形连接，当三相负载对称时，电路总的有功功率、无 功功率、视在功率均是每相负载有功功率、无功功率、视在 功率的3倍。
各项负载电流的有效值：
I UN U UN ZU
I VN U VN
ZV
•U
I UN
I WN U WN
ZU
ZW
N
•
IN
•
I WN
ZW
• ZV
I VN
W
V
–
+
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•
IU
R3
•
IV
•
IW
R1 N
R2
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星形连接时线电流，相电流，中性线电流的关系
各线电流等于对应的各相电流：
I U I U ， N I V I V ， N I W I WN
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安全用电
（3）电气设备的保护接地，把电气设备的金属外壳用导线 和埋在地中的接地装置连接起来，叫做接地保护，适用于中性 点不接地的低压系统中。电气设备采用接地保护以后，即使外 壳因绝缘不好而带电，这时工作人员碰到机壳就相当于人体和 接地电阻并联，而人体电阻远比接地电阻大，因此流过人体的 电流就很微小，保证了人身安全。
L2 火线
L3 火线
三相四线制
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三相电源的星形连接
由三根端线和一根中线组成的供电方式称为三相四 线制，只有三根端线组成的供电方式称为三相三线制。
电源每相绕组两段的电压，即端线与中线之间的电压
称为电源相电压。参考方向规定为从绕组始端指向末端， 分别用UU,UV,UW表示，其有效值用UP表示。
汽车电工电子技术基础
汽车电工电子技术基础
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2
三相正弦交流电路
生活 用电
单向交流 电
常见的两种电
生产 用电
三相交流 电
灯泡
计算机 电冰箱 电梯
机床
起重机
三相正弦交流电路
主要内容 一、三相交流电源的星形连接（重点） 二、三相负载的连接（重点） 三、三相交流电路的功率（了解） 四、安全用电（了解）
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三相负载连接
三相负载采用何种联接方式由负载的额定电压决定。
当负载额定电压等于电源线电压时采用三角形联接（电动机，机床）；
当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接（照明灯，家用电器）。
A
三
B
相 四
C
线
制
N
Z1 照明
Z2
Z3
照明
照明
星形连接 PPT学习交流
三角 形联 接
电 机
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三相负载的星形连接
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安全用电
常用的安全措施：
为防止发生触电事故，除应注意开关必需安装在火线上以
及合理选择导线与保险丝外，还必须采取以下防护措施：
（1）正确安装用电设备，电气设备要根据说明和要求正确 安
装，以防触电。
（2）电气设备的接零保护，接零保护就是在电源中性点接 地的三相四线制中，把电气设备的金属外壳与中性线连接起来。 这时，如果电气设备的绝缘损坏而碰壳，由于中线的电阻很小， 所以，短路电流很大，立即使电路中的保险丝烧断，切断电源， 从而消除触电危险。
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安全用电
触电事故表明，频率为50Hz~100Hz的电流 最危险，通过人体的电流超过50mA时，就会产生 呼吸困难、肌肉痉挛、中枢神经遭受损害从而使 心脏停止跳动以至死亡；电流流过大脑或心脏， 最容易造成死亡事故。
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安全用电
触电伤人的主要因素是电流，但电流值又决 定于作用到人体上的电压和人体的阻值。
三线制供电。
是不是所有的负载都能省去中性线呢？
•
•U
IU
I UN
ZU
R1
N
ZW • ZV
I VN
W
V
–
+
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R3
•
IV
•
IW
N R2
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三相负载的星形连接 负载的种类： 容性负载：电流相位超前电压（如，短路状态的蓄电池、
定时器、闪光器）
感性负载：电流相位滞后电压（如，电机、变压器、镇 流器）
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甲、乙、丙、丁四个人谁会触电呢？？？
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正弦交流电路讲完， 请预习下一节磁路与铁心线圈路！
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三相电源相电压的瞬时值表达式为：
uU 2Up sint
uV 2Up sint 120
uW 2Up sint 120
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三相电源的星形连接
电源任意两根端线之间的电压称为线电压，分别用
u u u UV, VW, WU表示，其中的下标字母UV，VW，WU即
为各电压的参考方向。
线电压和相电压之间的关系如下：
通常人体的电阻为800Ω至几万欧不等。 一般规定36V以下的电压为安全电压，对人 体安全不构成威胁。
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安全用电
常见的触电方式有单相触电和两相触电。 人体同时接触两根相线，形成
两相触电，这是人体受380V的线电 压作用，最为危险。
单相触电是人体在地面，而触 及一根相线，电流通过人体流入打 的造成触电。此外，某些电气设备 由于导线绝缘层破损而漏电时，人 体触及外壳也会发生触电事故。
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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。
每项负载两端的电压是电源的相电压。
每项负载中的电流为相电流IP（IUN，IVN，IWN）。 每根端线上的电流为线电流IL。（IU，IV，IW） 中性线上的电流为中线电流IN。
•
•U
IU
I UN
•
I WN
W
ZU
•
N
IN
ZW • ZV
I VN
V
–
+
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R3
•
IV
•
IW
R1 N
R2
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三相负载星形连接时的电流情况
uUV uU uV
uVW uV uW
uWU uW uU
目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V
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线电压与相电压的向量关系
线电压有效值UL与相电压有效值UP的关系： •
1ULUPco3s0 3UP
-UU
2
2
•
UL 3UP
U WU
相电压有效值和线电压有效值的关系：
为三相负载的三角形接法。每相负载两端的电压都是电源的线
电压，每项负载中流过的电流为相电流，流过端线上的电流为
线电wk.baidu.com。
各相电流的有效值为：IUV U UV ， IVW U VW ， IW UU WU
ZUV
ZVW
ZWU
由基尔霍夫定律可确定线电流和相电流的关系
•
•
•
U←
•
IU
I U I UV - I WU
P 3PP 3UPIP cos
Q 3QP UPIP sin
P Q S
2
2
3UPIP
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三相交流电路的功率
三相负载功率与线电压、线电流的关系：
P 3U LIL cos Q 3U LIL sin
S 3U LIL
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安全用电
一、电流对人体的作用
人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流， 以至引起死亡或局部受伤的现象成为触电。触电对人 体的伤害程度，与流过人体电流的频率、大小、通电 时间的长短、电流流过人体的途径、以及触电者本人 的情况有关。
然后再根据基尔霍夫定律得中性线电流为：
IN IUNIVNIW N IU IV IW 0
•
•U
IU
I UN
ZU
•
N
IN
ZW • ZV
I VN
W
V
–
+
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R3
•
IV
•
IW
R1 N
R2
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三相负载的星形连接
因为IN IUNIVNIW N IU IV IW 0
所以星形连接的三相负载中线可以省去，采用三相
抗值的大小重新分配，没有中性线进行传输便会是电压高的用电
器在高于额定电压的情况下运行缩短使用寿命，而电压低的用电
设备在低压下运行，发挥不了应有的功率，影响使用效果。所以
三相负载不对称式时，必须采用三相四线制，中线不能省去且中
线上不能安装开关、保险丝。
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三相负载的三角形连接
将三相负载分别接在三相电源的每两根相线之间的接法，称
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三相电源的星形连接
中点 或零点
将发电机三个定子绕组的末端连在一起引出的一根导线 称为中性线N（中性线接地时称为零线）；三个绕组的 始端U1，V1，W1分别引出的三根导线称为端线（相线 或火线）。
U1
UU
UUV
L1 火线
线电 压
N W1
相电 压
UV
UWVN 中线或零线
V1
UW UVW
阻性负载，电流与电压相位相同（如，灯泡、电炉、空 调、冰箱）
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三相负载的星形连接
我们将负载性质相同、数值也相同，各相电流等于线电流的
负载称为对称性负载，否则便是不对称性负载。
结论：
对称性性负载各相电流瞬时值代数和为零即中性线电流
为零，因此可以省去中性线，采用三相三线制供电方式。
不对称性负载因为各相负载两端的电压会根据各项负载阻
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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。
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UW
30o
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U UV
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-UV
30o
uUVULsint30 3UPsint30
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uVWULsint90 3UPsint90 U V
30o
uW U ULsint150 3UPsint150
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- U W U VW
三个线电压的有效值相等，均为相电压有效值的
√3倍。线电压的相位超前相应的相电压相位3三0°相电源各电压间的相量关系