电工电子技术 第五章三相电路.ppt
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2020年9月26日星期六
第五章 三相电路
§5.1三相电压 §5.2负载星形联接三相电路 §5.3负载角形联接三相电路 §5.4三相功率
1
第三章 三相电路 2
2020年9月26日星期六
NN SS
2020年9月26日星期六
§5-1 三相电压
三相电路在生产上应用最为广泛。发电、输 配电和主要电力负载，一般都采用三相制。
三相电路的负载有两种联接方法： （1）星形(Y)联接； （2）三角形()联接。
电路如下图所示 11
2020年9月26日星期六
§5-2.负载星形联接的三相电路
电灯等单相负载为三相四线制 电动机为负载三相三线制
A B C N
两者皆为星形联接
12
负载电路的星形联接
2020年9月26日星期六
我国供电系统提供三相对称电源采用三相四 线制，相电压为220V，线电压为380V，负载接 入电路必须满足其电压的额定值。
其电路如图所示：
A
C B
uA
iA
iN
uB uC
iB
|ZA|
|ZB| |ZC|
iC
下面讨论负载的线电压、相电压、线电流、相
电流及其关系。
13
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A
C B
uA
iA
iN
uB uC
iB
|ZA|
|ZB| |ZC|
iC
在星形联接的电路中，负载的相电流 与线电流之间的关系为：
根据相量图，线电压与相电压 的有效值关系可得
相量图如图所示
即，
9
线电压与相电压的关系
2020年9月26日星期六
由此，星形联接的发电机
或变压器可以输出两种电
30°
压，如：220V和380V。
线电压越前与之对应的相
电压的相位30°。即：
•
•
UAB 3 UA / 30o
•
•
UBC 3 UB / 30o
三相交流发电机是产生正弦交流电的主要设备。
N S
三相交流发电机由三
个对称的绕组组成，在空
间上彼此相差120，它们
NN
的始端记为A、B、C，末
SS
端记为X、Y、Z。
NN SS
3
三相对称电动势的表达式
S N
• •+ S •
+ N •+ +
S N
2020年9月26日星期六
A
•
Y +•
S
•Z
C+
N
+• B
负载的线电压、相电压与电源的线电压、 相电压之间的关系为： 相等
且： 14
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A
C B
uA
iA
iN
uB uC
iB
|ZA|
|ZB| |ZC|
iC
三相星形负载的电流计算
对于星形联接的三相电路,每相负载中的电流为：
15
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A相电流
21
2020年9月26日星期六
☺相电压相量可分别表示为 ☺相电流相量可分别表示为
所以，得 根据对称关系，其它两相电流为
☺由几何关系可求得中线电流满足，本题与
无中线情况相同。
ห้องสมุดไป่ตู้ZA
EB -
•
IA ZB
• EC IB ZC
•
IC
N 20
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
例 一星形联接的三相对称负载电路，每相的电阻 R=6Ω，感抗XL =8Ω。电源电压对称，设 试求电流。
uA
iA iN
uB iB
uC
iC
|Z| 解 |Z| |Z|
因负载对称，故只计算一相电路。
由题意，相电压有效值UA=220V， 其相位比线电压滞后30°，即
要求：已知其中之一能 写出其余的五个电压。
•
•
UCA 3 UC / 30o
返回 10
2020年9月26日星期六
§5-2.负载星形联接的三相电路
三相电路的分析方法与单相基本一致。 ⑴根据实际电路画出电路模型图； ⑵选择电压或电流的参考方向；
⑶根据基本定律和分析方法求解电路中i～u的关系； ⑷再进一步确定三相功率。
A 从三个始端A、B、C 引出的三根线，叫端 线(火线)。如图所示。
N
从中点引出的线，叫 B 中线(零线)。如图所示。
这种接法称为 C 三相四线制。
7
发电机三相绕组的联接
2020年9月26日星期六
相电压：每相绕组两端的电压，即端线与中线之
间的电压。其有效值为UA、 UB、 UC，一般用U p表 示。
+
A
eA B
eB
eC
C
X
+
+
+
A相
0
uA
-
uB
-
uC
-
t
B相
X
Y
Z
C相
4
2020年9月26日星期六
三相对称电动势的表达式 相序
电源的电压达到最 大值的顺序叫相序。
定义A→Ｂ→Ｃ为顺序。
定义A→Ｃ→Ｂ为逆序。
eA
eB
eC
A相
0
t
B相
C相
5
2020年9月26日星期六
三相对称电动势的相量表示法
与前面瞬时值表示法和波形曲线表示法所对应 的三相对称正弦交流电也可用相量表示法表示：
根据以上三种表示法都可以求得，对称三相 交流电的任意瞬时值之和恒为0。
6
发电机三相绕组的联接
2020年9月26日星期六
发电机三相绕组的连接方式有两种:(1)星形(Y)接法 (2)角形(△)接法
通常将三个末端接在一起，该点成为中点或零点(N)。 即星形(Y)接法。电路如图所示。
A
eC C
eA N
eB B
uA
uC
iB
|ZC|
|ZB| uB
iC
当负载星接无中线时，如果负载对称，
其计算方法和有中线时相同；如果负载不 对称，则可用下面的方法计算。
19
负载电路的星形联接无中线
2020年9月26日星期六
A
C B
iA
|ZA|
uA
uC
iB
|ZC|
|ZB| uB
iC
N/
利用弥尔曼定理求解。 • +
•+
•+
E A-
相位互差120o。
17
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A
uA
iA
iN
C
uB uC
iB
B
iC
此时中线电流等于零，即：
|ZA|
|ZB| |ZC|
在对星形联接三相对称电路进
行计算时，一般只计算一相即
可。其它各相可直接写出。
18
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接无中线
A
C B
iA
|ZA|
A
eC C
eA N
eB B
uA uAB
uB
uC uBC
A 线电压：任意两
端线之间的电压为 线电压。其有效值 N 为UAB、 UBC、 UCA， uCA 一般用Ul 表示。 B 注意:下标的书写顺序
C 8
2020年9月26日星期六
线电压与相电压的关系
由电压瞬时值的关系可知
30°
由于它们都是同频率的正弦量，都可 用有效值相量表示，即
A
C B
uA
iA
iN
uB uC
iB
|ZA|
|ZB| |ZC|
iC
中线电流可由相量式表示如下：
16
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A
uA
iA
iN
C
uB uC
iB
B
iC
当负载满足以下条件时：
|ZA|
|ZB| |ZC|
我们称负载是对称的，或称三相对称负载。
此时，三相电流也是对称的。即大小相等，
第五章 三相电路
§5.1三相电压 §5.2负载星形联接三相电路 §5.3负载角形联接三相电路 §5.4三相功率
1
第三章 三相电路 2
2020年9月26日星期六
NN SS
2020年9月26日星期六
§5-1 三相电压
三相电路在生产上应用最为广泛。发电、输 配电和主要电力负载，一般都采用三相制。
三相电路的负载有两种联接方法： （1）星形(Y)联接； （2）三角形()联接。
电路如下图所示 11
2020年9月26日星期六
§5-2.负载星形联接的三相电路
电灯等单相负载为三相四线制 电动机为负载三相三线制
A B C N
两者皆为星形联接
12
负载电路的星形联接
2020年9月26日星期六
我国供电系统提供三相对称电源采用三相四 线制，相电压为220V，线电压为380V，负载接 入电路必须满足其电压的额定值。
其电路如图所示：
A
C B
uA
iA
iN
uB uC
iB
|ZA|
|ZB| |ZC|
iC
下面讨论负载的线电压、相电压、线电流、相
电流及其关系。
13
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A
C B
uA
iA
iN
uB uC
iB
|ZA|
|ZB| |ZC|
iC
在星形联接的电路中，负载的相电流 与线电流之间的关系为：
根据相量图，线电压与相电压 的有效值关系可得
相量图如图所示
即，
9
线电压与相电压的关系
2020年9月26日星期六
由此，星形联接的发电机
或变压器可以输出两种电
30°
压，如：220V和380V。
线电压越前与之对应的相
电压的相位30°。即：
•
•
UAB 3 UA / 30o
•
•
UBC 3 UB / 30o
三相交流发电机是产生正弦交流电的主要设备。
N S
三相交流发电机由三
个对称的绕组组成，在空
间上彼此相差120，它们
NN
的始端记为A、B、C，末
SS
端记为X、Y、Z。
NN SS
3
三相对称电动势的表达式
S N
• •+ S •
+ N •+ +
S N
2020年9月26日星期六
A
•
Y +•
S
•Z
C+
N
+• B
负载的线电压、相电压与电源的线电压、 相电压之间的关系为： 相等
且： 14
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A
C B
uA
iA
iN
uB uC
iB
|ZA|
|ZB| |ZC|
iC
三相星形负载的电流计算
对于星形联接的三相电路,每相负载中的电流为：
15
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A相电流
21
2020年9月26日星期六
☺相电压相量可分别表示为 ☺相电流相量可分别表示为
所以，得 根据对称关系，其它两相电流为
☺由几何关系可求得中线电流满足，本题与
无中线情况相同。
ห้องสมุดไป่ตู้ZA
EB -
•
IA ZB
• EC IB ZC
•
IC
N 20
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
例 一星形联接的三相对称负载电路，每相的电阻 R=6Ω，感抗XL =8Ω。电源电压对称，设 试求电流。
uA
iA iN
uB iB
uC
iC
|Z| 解 |Z| |Z|
因负载对称，故只计算一相电路。
由题意，相电压有效值UA=220V， 其相位比线电压滞后30°，即
要求：已知其中之一能 写出其余的五个电压。
•
•
UCA 3 UC / 30o
返回 10
2020年9月26日星期六
§5-2.负载星形联接的三相电路
三相电路的分析方法与单相基本一致。 ⑴根据实际电路画出电路模型图； ⑵选择电压或电流的参考方向；
⑶根据基本定律和分析方法求解电路中i～u的关系； ⑷再进一步确定三相功率。
A 从三个始端A、B、C 引出的三根线，叫端 线(火线)。如图所示。
N
从中点引出的线，叫 B 中线(零线)。如图所示。
这种接法称为 C 三相四线制。
7
发电机三相绕组的联接
2020年9月26日星期六
相电压：每相绕组两端的电压，即端线与中线之
间的电压。其有效值为UA、 UB、 UC，一般用U p表 示。
+
A
eA B
eB
eC
C
X
+
+
+
A相
0
uA
-
uB
-
uC
-
t
B相
X
Y
Z
C相
4
2020年9月26日星期六
三相对称电动势的表达式 相序
电源的电压达到最 大值的顺序叫相序。
定义A→Ｂ→Ｃ为顺序。
定义A→Ｃ→Ｂ为逆序。
eA
eB
eC
A相
0
t
B相
C相
5
2020年9月26日星期六
三相对称电动势的相量表示法
与前面瞬时值表示法和波形曲线表示法所对应 的三相对称正弦交流电也可用相量表示法表示：
根据以上三种表示法都可以求得，对称三相 交流电的任意瞬时值之和恒为0。
6
发电机三相绕组的联接
2020年9月26日星期六
发电机三相绕组的连接方式有两种:(1)星形(Y)接法 (2)角形(△)接法
通常将三个末端接在一起，该点成为中点或零点(N)。 即星形(Y)接法。电路如图所示。
A
eC C
eA N
eB B
uA
uC
iB
|ZC|
|ZB| uB
iC
当负载星接无中线时，如果负载对称，
其计算方法和有中线时相同；如果负载不 对称，则可用下面的方法计算。
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负载电路的星形联接无中线
2020年9月26日星期六
A
C B
iA
|ZA|
uA
uC
iB
|ZC|
|ZB| uB
iC
N/
利用弥尔曼定理求解。 • +
•+
•+
E A-
相位互差120o。
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2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A
uA
iA
iN
C
uB uC
iB
B
iC
此时中线电流等于零，即：
|ZA|
|ZB| |ZC|
在对星形联接三相对称电路进
行计算时，一般只计算一相即
可。其它各相可直接写出。
18
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接无中线
A
C B
iA
|ZA|
A
eC C
eA N
eB B
uA uAB
uB
uC uBC
A 线电压：任意两
端线之间的电压为 线电压。其有效值 N 为UAB、 UBC、 UCA， uCA 一般用Ul 表示。 B 注意:下标的书写顺序
C 8
2020年9月26日星期六
线电压与相电压的关系
由电压瞬时值的关系可知
30°
由于它们都是同频率的正弦量，都可 用有效值相量表示，即
A
C B
uA
iA
iN
uB uC
iB
|ZA|
|ZB| |ZC|
iC
中线电流可由相量式表示如下：
16
2020年9月26日星期六
负载电路的星形联接
A
uA
iA
iN
C
uB uC
iB
B
iC
当负载满足以下条件时：
|ZA|
|ZB| |ZC|
我们称负载是对称的，或称三相对称负载。
此时，三相电流也是对称的。即大小相等，