四、三相交流电路的简单分析和计算

为190V，电灯变暗。
情况2：一楼的灯全断，三楼 的灯全通，二楼有1/4接通。
A
R2
C
R3 B
结果：二楼灯泡的电压超过额定值， 灯泡被烧毁。
五、对称分量法 1、任何一组不对称三相正弦量都可以分解为：正序（UV-W-U），负序（U-W-V-U）和零序（相位差为零）三 组对称分量。 2、三线制电路的线电流中不含有零序分量。中线是零序电 流通路，中线电流等于线电流零序分量的三倍。 线电压中不含有零序分量 处于同一线电压下的不同星形连接负载，他们相电压的 正序分量相同，负序分量也相同，不同的只是零序分量。 3、对称分量法的实质是根据叠加原理，把一组不对称电压 分解为三组对称电压，把一个不对称电路处理为三个对称 电路的叠加，从而解决了旋转电机在不对称运行情况下的 分析计算问题。
整 流 滤 波 电 路
1、整流电路是将交流电变为脉动的直流电，滤波电路可减
小脉动使直流电压更加平滑，
2、按交流电源不同可分为单相、三相整流电路，按输出波
形的不同可分为半波整流和全波整流。
最常见的整流电路是单相桥式整流和三相桥式整流电路。 3、为了减小整流输出电压的脉动程度，常在整流之后接入 滤波电路。滤波电路可分为电容滤波、电感滤波、复式滤波 和电子滤波。
试分析能否采用图示三相 三线制的接线方式供电？
A
一楼
N 二楼
...
100W 220V
Z
三相三线制： 线电压=380V
C
B
三楼
A
一层楼
情况1： 一楼全部断开， 100W ... 220V 二、三楼全部接通。
二层楼
N
Z
A
C
C
三层楼
B
B
三相三线制： 线电压=380V
二、三两层楼的灯承受的 电压是380V线电压UBC 。 结果：每盏灯上的电压
四、三相正弦交流电 路的简单计算和分析
卢秀清
教学任务
一、三相电动势 二、三相电路 三、三相电路的电压、电流及功率 四、三相电路的计算
五、对称分量法
六、整流滤波电路
一、三相电动势
1、三相电动势是由三相交流发电机利用电磁感应原理产生的。 铁心（作为导磁路径） 发电机 定子 匝数 的结构 三相绕组 空间彼此间相位差是120° 转子：电磁铁 2、三相对称电动势的表示形式有： 解析式表示法： eu=Emsinω t
•
IW IWU
• •
IUV
•
I I



U
I UV I WU I VW I UV



IV
IVW 由相量图得：IU= 3 IUV
•
• -IWU
IU
•
V
I
W
I WU I VW


I线= 3I相
相位关系：线电流总是滞后于相电流30°
三、三相电路的电压、电流及功率
方式
关系
负载相电压与
I N I U IV I W 0
对称负载可以去掉中线。
120° 120°
对称负载的相量图
2、相电流、线电流、中线电流的关系
三相四线制电路中，相电流等于线电流，
即：IY线=IY相。 中线电流等于三个线电流的相量之和。即：
I

N
I U IV I W



三相负载的三角形连接

u
iN

Ζu
Ζw
N
Ζv
U

v
iv
v
Uw
iw
三相交流 电动机
w
三相负载的星形连接
负载中电流:中性线中的电流为:
U I Z

Iu

Uu Zu

I

N
I U IV I W
Iw




Iv

Uv Zv


Uw Zw
120°

若负载对称，即

ZU ZV ZW

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, 使电设备不能正常工作。
三、三相四线制
星形连接:把发电机三相绕组的末端U2;V2;W2接成一点。而从 始端U1;V1;W1引出三根线。 这种联接方式称为电源的星形联 火线 结。1、连接方式
线电压：端线与端线之间的电压称之。用 ùuv;ùvw;ùwu表示。
相电压：端线与中线之间的电压称之。用 ùu;ùv;ùw表示。
三相负载的星形连接
1、相关名词：
相电流：每项绕组或每项负载上流过的电流，有效值
用Iu,Iv,Iw表示，一般用I相
负载上电流与电压方向一致。 线电流：通过每根端线的电流，有效值为Iu,Iv,Iw一
4、当输出电流较小时，可采用电容滤波；当工 作电流较大时，可采用电感滤波；当直流电源
要求较高时，可采用复式滤波或电子滤波。
5、三相整流电路比单相整流电路输出电压脉动 小，且输出功率较大。 6、大功率整流时 ，整流管必须满足规定的散 热和冷却条件。
般用I线表示，其方向由电源指向负载。
中线电流：中线上流过的电流，用IN表示，正方向由
负载指向电源。
三相负载的星形连接
把三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之
间的接法称为三相负载的星形连接（常用 “Y”标记） 如下图所示，图中ZU、ZV、ZW为各负载的阻抗值，N´ 为负载的中性点。
u
iu
N
U
2、不对称三相电路的计算，原则上可视为一般复杂交流 电路的计算。连接方式不同（如星形和三角形）或供电 方式不同（如四线制和三线制）时，计算的过程和方法 也不同。 3、中线的作用：是使负载Y连接的中点保持等电位，从 而是三相负载成为三个独立的互不影响的电路。
照明系统分析
某三层楼房，若每层装入照明灯的盏数及每盏灯的额定功率 完全相同。
先后次序称为相序。
0 –Um

2
三相发电机中各绕组 t 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U→V→W。在电力
系统中一般用黄、绿、红 区别U、V、W 三相。
顺序：相序为U→V→W。
逆序：相序为U→ W → V 。
二、三相电路 1、定义：三相电路是当代电力系统的主要供电方式， 由三相电源和三相负载组成。如果三相电源和三相负 载都是对称的，则这个电路叫三相对称电路，负责为 三相不对称电路。 2、三相电源和负载的连接 三相电源（绕组）或负载都有星形和三角形两种接 线方式。星形连接的对称负载多采用三相三线制供电； 如三相电动机。不对称负载，则采用三相四线制供电； 如照明灯。对三角形负载对称与否都采用三相三线制 供电。
2）波形图表示
3）向量图表示
•
u
Uu Uv Uw
UW
120° 120° ωt
•
UU
120°
•
2π/3 2π/3
UV
三个最大值相等
三相电压相量图
对称正弦 量特点为：
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角频率相同 相位互差是120°
U U U
U V





0
W
uU+uV+uW=0
正弦量的相序：
Um UU UV
UW
三相交流电在相位上的
中性点 或零点
u
ùu
N ÚV ÚW
线电压
中线或零线
ÚUV
N ÚWU
相电压
v
ÚVW
目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。
三相四线制
w
三相四线制
2、名词
中线：从中性点引出的输电线称为中性线。
零点：中性线接大地，并把接地的中性点称 为零点，把接地的中性线称为零线。 火线：从三个线圈的始端引出的输电线称为 端线或相线。
1、三相负载的三角连接 三角形连接法：把 三相负载分别接在 三相电源的每两根 端线之间称之。 在三角形连接中， U线与U相关系： U线=U相。
iU U
uWU uUV iV V uVW W iW iWU ZWU iUV ZUV iVW ZVW
线电流与相电流的关系：
利用KCL作相量图得。 1）三相负载做三角形连接 时,三个相电流和三个线电流 的大小关系和相位关系. 2)据KCL可知：
2、相位关系：I线滞后I相30°
P=3I相U相cosφ =√3I线U线cosφ Q=3I相U相sinφ =√3I线U线sinφ S=√3I线U线 =3I相U相
四、三相电路的计算 1、对称三相电路的计算，可以利用对称关系使计算过程 简化为单相电路计算。 计算公式是 I相=U相/Z相，φ =arctan(X/R)
ev=Emsin(ω t-120°)
ew=Emsin (ω t-240°)
=Emsin(ω t+120°)
发电机的结构
U1 U1 V1 W1 V2
W2 – +
S
n
U1
U2
U2 V2 W2
V1
+
N
+
W1
单相绕组
三相绕组
+
铁 心
U2
绕 组
三相绕组的三相电动势 幅值相等, 频率相同, 彼 此之间相位相差120°。
星形连接
1、数量关系: U线=√3U相 2、相位关系：U线超前于U相30º
三角形连接
U相∆==U线∆
电源电压的关系
1、数量关系：I线Δ =√3I相Δ 线电流与相
I线Y=I相Y
电流的关系 P=3I相YU相Ycosφ 有功功率 =√3I线U线cosφ Q=3I相U相sinφ 无功功率 =√3I线U线sinφ S=√3I线U线 视在功率 =3I相U相