安工大电工学第5章_三相电路详解

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_ U·3 Z3 I·3 +
U·12 = U·1 - U·2 U·23 = U·2 - U·3 U·31 = U·3 - U·1
图 5.2.1 三相四线制星形联结
负载承受的电压即相电压是电源的相电压。
若电源电压对称,负载的线电压和相电压是对称的。
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相量图: U·12 = U·1－ U·2 = U·1 + (－U·2)
2. 相电流与线电流的关系
相电流：绕组上的电流
线电流：端线上的电流
I·1
N
+
U·12
_
U·31
+
U·1
_ _
I·L1L1 _ I·N N
I·3
_
I·2 U+_·23
+
U·2
+
U+·3 II··LL32LL23
I·L1 = I·1 I·L2 = I·2
I·L3 = I·3
在三相对称交流电路中
⑴ 相电流和线电流都是对称的； ⑵ Ip = Il 并且相位对应相同。
可提供两种电压:
相电压: U·1 、U·2 、U·3 线电压: U·12 、U·23 、 U·31
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1. 相电压与线电压的关系
相量图:
N
+ _+
U·12
U·31
U·1
_ _
_
L1
U·31
N
U·3
_
U+_·23 +
U·2
+
U·3
L2
+ L3
U·2
-U·2
U·12
300 U·1
U·23
根据 KVL 定律: U·12 = U·1 - U·2 =U·1 +(-U·2) U·23 = U·2 - U·3 U·31 = U·3 - U·1
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◆ 星形连结结论:
(1) 相电压对称: Up = U1 = U2 = U3
，幅角互差120o
U·31 。
U·3
1. 星形联结三相负载的连接方式有两种:
2. 三角形联结
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5.2负载星形联结的三相电路
1. 线电压与相电压的关系
L1 I·L1
N I·N
L2 L3
I·L2 I·L3
_
U·31
+
+
U·12
_ I·2Z2
U·+_23
+
+
U·1
_
_
U·2
I·1
根据 KVL 定律:
Z1
L1 I·L1
N I·N
L2 L3
I·L2 I·L3
_ +
+
U·1
I·1
Z1
U·31
+
U·12
_
U·+_23
_
I·2Z2
+
_
U·2
_ U·3 Z3 I·3 +
得出:
I·L1 = I·1 = I·L2 = I·2 = I·L3 = I·3 =
U·1 UZ·12 UZ·23
Z3
I·N = I·1 + I·2 + I·3
+ ++
u1 u2 u3
– ––
(尾端) U2 V2 W2
图5.1.2 三相绕组示意图
_
+
e
e
+ +
U•1
u1
_ _
U2
图5.1.3电枢绕组
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铁心（作为导磁路径）
定子
匝数相同
发电机结构
三相绕组空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁
三相电压瞬时表示式
转子装有磁极以的角速度旋转时，
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◆ 结论: 若负载对称,相电流和线电流就对称。
Ip = Il 相位相同。
∴ I·p = I·l
中性点(零点)
中性线（零线）
N
火线(端线)
+
U·1
_ _
U·2
+
_
U·3
+
+ _ L1
U·12 U·31 N
_
U+_·23
+
L2 L3
连接方式：三相绕组三个末端连在一起，三个首端一起向外引出4根或只从三个首端向外引出4根供电线。
图 5.1.4 三相电源的星形联结
三相三线制:L1 、L2 、L3 无 N 三相四线制: L1 、L2 、L3 加 N
定子三相绕组中便分别感应电动势。
u1 Um sin t
转子
定子
u2 Um sin( t 120 )
U1
N S
u3 Um sin( t 120 )
相量表示
•
V2 •
• W2
U1 U U 2 U
0 U 120 U ( 1 j
2
3) 2
W1
×
×
×
V1
U 3 U
120 U ( 1 j 2
线电压也对称: Ul = U12 = U23 = U31 ，幅角互差120o 。
U·2
(2) U12 = √3 U1
(大小关系)
U12 超前 U1 30o (相位关系)
-U·2
U·12
300 U·1
U·23
推出一般结论: Ul = √3 Up U·l 超前于与之对应的 U·p 30o
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IL1=IL2=IL3=IL I1=I2=I3=IP
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三相负载
三相负载：需三相电源同时供电
负载
（三相电动机等）
单相负载：只需一相电源供电
（照明负载、家用电器）
三相负载分为两种:
对称负载: Z1 Z2 Z3 不对称负载:
Z1 Z2 Z3
1 2 3
三相对称电源 + 三相对称负载 = 三相对称电路
120° .
120°
U1
t
120°
.
U2
显然三个电压大小相等，频率相同，相位互差120º。
由对称三相电压的波形图和相量图可看出：
对◆ 相称序三：相三电相动交势流的电瞬到时达值正之最和大为
值即的顺：序u1。 uU2 1 uV31 W01 或
0
U 1
U 2
U 3
0
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(一)三相电源的星形联结（或Y形连接）
3 )
2
U2
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三相电压瞬时表示式
u1 Um sin t
u2 Um sin( t 120 )
u3 Um sin( t 120 )
波形图 u
u1 u2 u3
120° 240° 360°
0
2
相量表示
UUU132
U U
U.
0 U 120
120
相量图 U3
U·31
U·3 -U·2
U·12 结论:
300 U·1 负载的线电压和相电压都对称。
U·2
Ul =√3 Up
U·23
Ul 超前于与之对应的 Up 300
当负载对称时: Z1 = Z2 = Z3 三相对称电源 + 三相对称负载 = 三相对称电路
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2. 相电流与线电流的关系
第5章三相电路
5.1 三相电压 5.2 负载星形联结的三相电路 5.3 负载三角形联结的三相电路 5.4 三相功率
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5.1 三相电压
1. 三相电压的产生
(首端) U1 V1 W1
工作原理：动磁生电
V2 • W1 ×
N S
U1
定子
•
W2
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
转子
×
×
V1
U2
图5.1.1 三相交流发电机示意图