电工技术基础以及技能—三相正弦交流电路
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电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
【 例 10-1】 已 知 发 电 机 三 相 绕 组 产 生 的 电 动 势 大 小 均 为 E = 220 V，试求：(1) 三相电源为 Y形 联结时的相电压 UP 与 线电压 UL；(2) 三相电源为 形联结时的相电压 UP 与线电压 UL 。 解：(1) 三相电源 Y 形联结：相电压 UP = E = 220 V，
电工技术基础以及技能 —三相正弦交流电路
电工技术基础以及技能—三相Fra Baidu bibliotek弦 交流电路
10 三相正弦交流电路
教学重点
1. 了解三相交流电源的产生和特点。 2. 掌握三相四线制电源的线电压和相电压的关系。 3. 掌握对称三相负载 Y 联结和 联结时，负载线电压 和相电压、线电流和相电流的关系。 4. 掌握对称三相功率的计算方法。
将三相发电机三相绕组 的末端 U2、V2、W2 (相尾) 连接在一点，始端 U1、V1、 W1 (相头)分别与负载相连， 这 种 连 接 方 法 称 为 星 形 (Y 形)联结。如图 10-2 所示。
图 10-2 三相绕组的星形联结
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
从三相电源三个相头 U1、V1、W1 引出的三根导线称 为端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压称为 线电压。Y 形联结的公共连接点 N 称为中性点，从中点引 出的导线称为中性线或零线。由三根相线和一根中性线组 成的输电方式称为三相四线制(通常在低压配电中采用)。
10.1 三相交流电源
一、三相交流电动势的产生 二、三相电源的连接
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
一、三相交流电动势的产生
1．对称三相电动势
振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差 120 的三个电 动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表 达式为
第一相(U 相)电动势： e1 = Emsin t 第二相(V 相)电动势： e2 = Emsin( t 120)
三相负载的星形联结如图 10-4 所示。
图 10-4 三相负载的星形联结
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
该接法有三根火线和一根零线，叫做三相四线制电路被图
片叠压，在这种电路中三相电源也是必须是 Y 联结，所以又叫 做 Y－Y 接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)，电
路中的线电压 UL 都等于负载相电压 UYP 的
相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够安全可 靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色 标出 U 相，用绿色标出 V 相，用红色标出 W 相。
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
二、三相电源的连接
三相电源有星形(亦称 Y形 )联结和三角形(亦称 形）联 结两种。
1．三相电源的星形( Y 形)联结
每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中性线之间 的电压)称为相电压，它们的瞬时值用 u1、u2、u3 来表示， 显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为
U1 = U2 = U3 = UP
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)称为 线电压，它们的瞬时值用 u12、u23、u31 来表示。Ｙ接法的矢 量图如图 10-3 所示。
UL 3UYP 负载的相电流 IYP 等于线电流 IYL ，即
3 倍，即
IYL = IYP
当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电 流也一定对称(称为 Y－Y 形对称三相电路)。即各相电流(或各 线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差 120，并且中性
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2．三相电源的三角形( 形)联结
将三相发电机的第二绕组始端 V1 与第一绕组的末端 U2 相 连，第三绕组始端 W1 与第二绕组的末端 V2 相连，第一绕组始 端 U1 与第三绕组的末端 W2 相连，并从三个始端 U1、V1、 W1 引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法称为三角形 (形)联结。显然这时线电压等于相电压，即
显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为
U 1 2 U 2 3 U 3 1 U L 3 U P
线电压比相应的相电压超
前 30 ，如线电压 u12 比相电压
u1 超前 30 ，线电压 u2 3 比相电
压 u2 超前 30 ，线电压 u31 比
相电压 u3 超前 30 。
图 10-3
相电压与线电压的矢量图
线电压
U L3U P38 V0
(2) 三相电源 形联结：相电压 UP = E = 220 V，线电 压
UL = UP = 220 V
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10.2 三相负载的联结
一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
一、负载的星形联结
UL = UP
这种没有中性线，只有三根相线的输电方式称为三相三线制。
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三 根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中性线)，这 时所说的三相电压大小均指线电压 UL ；而民用电源则需要 引出中性线，所说的电压大小均指相电压 UP 。
教学难点
1. 掌握三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的相 位关系。
2. 熟练分析与计算三相电路电压、电流、功率等。
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
10 三相正弦交流电路
10.1 三相交流电源 10.2 三相负载的联结 10.3 三相电路的功率 10.4 安全用电 本章小结
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
第三相(W 相)电动势：e3 = Emsin( t 120)
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
显然，有 e1 e2 e3= 0。波形图与矢量图如图 10-1 所示。
图 10-1 对称三相电动势波形图与矢量图
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2．相序
三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序称为相序。e1 比 e2 超前 120 ，e2 比e3 超前 120 ，而 e3 又比 e1 超前120 ， 称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比 e3 超前 120 ，e3 比 e2 超前 120 ， e2 比 e1 超前 120，称这种相序 为负相序或逆相序。
【 例 10-1】 已 知 发 电 机 三 相 绕 组 产 生 的 电 动 势 大 小 均 为 E = 220 V，试求：(1) 三相电源为 Y形 联结时的相电压 UP 与 线电压 UL；(2) 三相电源为 形联结时的相电压 UP 与线电压 UL 。 解：(1) 三相电源 Y 形联结：相电压 UP = E = 220 V，
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10 三相正弦交流电路
教学重点
1. 了解三相交流电源的产生和特点。 2. 掌握三相四线制电源的线电压和相电压的关系。 3. 掌握对称三相负载 Y 联结和 联结时，负载线电压 和相电压、线电流和相电流的关系。 4. 掌握对称三相功率的计算方法。
将三相发电机三相绕组 的末端 U2、V2、W2 (相尾) 连接在一点，始端 U1、V1、 W1 (相头)分别与负载相连， 这 种 连 接 方 法 称 为 星 形 (Y 形)联结。如图 10-2 所示。
图 10-2 三相绕组的星形联结
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
从三相电源三个相头 U1、V1、W1 引出的三根导线称 为端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压称为 线电压。Y 形联结的公共连接点 N 称为中性点，从中点引 出的导线称为中性线或零线。由三根相线和一根中性线组 成的输电方式称为三相四线制(通常在低压配电中采用)。
10.1 三相交流电源
一、三相交流电动势的产生 二、三相电源的连接
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
一、三相交流电动势的产生
1．对称三相电动势
振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差 120 的三个电 动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表 达式为
第一相(U 相)电动势： e1 = Emsin t 第二相(V 相)电动势： e2 = Emsin( t 120)
三相负载的星形联结如图 10-4 所示。
图 10-4 三相负载的星形联结
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
该接法有三根火线和一根零线，叫做三相四线制电路被图
片叠压，在这种电路中三相电源也是必须是 Y 联结，所以又叫 做 Y－Y 接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)，电
路中的线电压 UL 都等于负载相电压 UYP 的
相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够安全可 靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色 标出 U 相，用绿色标出 V 相，用红色标出 W 相。
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
二、三相电源的连接
三相电源有星形(亦称 Y形 )联结和三角形(亦称 形）联 结两种。
1．三相电源的星形( Y 形)联结
每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中性线之间 的电压)称为相电压，它们的瞬时值用 u1、u2、u3 来表示， 显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为
U1 = U2 = U3 = UP
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任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)称为 线电压，它们的瞬时值用 u12、u23、u31 来表示。Ｙ接法的矢 量图如图 10-3 所示。
UL 3UYP 负载的相电流 IYP 等于线电流 IYL ，即
3 倍，即
IYL = IYP
当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电 流也一定对称(称为 Y－Y 形对称三相电路)。即各相电流(或各 线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差 120，并且中性
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2．三相电源的三角形( 形)联结
将三相发电机的第二绕组始端 V1 与第一绕组的末端 U2 相 连，第三绕组始端 W1 与第二绕组的末端 V2 相连，第一绕组始 端 U1 与第三绕组的末端 W2 相连，并从三个始端 U1、V1、 W1 引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法称为三角形 (形)联结。显然这时线电压等于相电压，即
显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为
U 1 2 U 2 3 U 3 1 U L 3 U P
线电压比相应的相电压超
前 30 ，如线电压 u12 比相电压
u1 超前 30 ，线电压 u2 3 比相电
压 u2 超前 30 ，线电压 u31 比
相电压 u3 超前 30 。
图 10-3
相电压与线电压的矢量图
线电压
U L3U P38 V0
(2) 三相电源 形联结：相电压 UP = E = 220 V，线电 压
UL = UP = 220 V
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10.2 三相负载的联结
一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结
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一、负载的星形联结
UL = UP
这种没有中性线，只有三根相线的输电方式称为三相三线制。
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三 根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中性线)，这 时所说的三相电压大小均指线电压 UL ；而民用电源则需要 引出中性线，所说的电压大小均指相电压 UP 。
教学难点
1. 掌握三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的相 位关系。
2. 熟练分析与计算三相电路电压、电流、功率等。
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10 三相正弦交流电路
10.1 三相交流电源 10.2 三相负载的联结 10.3 三相电路的功率 10.4 安全用电 本章小结
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第三相(W 相)电动势：e3 = Emsin( t 120)
电工技术基础以及技能—三相正弦 交流电路
显然，有 e1 e2 e3= 0。波形图与矢量图如图 10-1 所示。
图 10-1 对称三相电动势波形图与矢量图
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2．相序
三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序称为相序。e1 比 e2 超前 120 ，e2 比e3 超前 120 ，而 e3 又比 e1 超前120 ， 称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比 e3 超前 120 ，e3 比 e2 超前 120 ， e2 比 e1 超前 120，称这种相序 为负相序或逆相序。