《电工电子技术与应用》主题4课题4 三相交流电路

电工电子技术与应用主题4课题4 三相交流电路 主题4正弦交流电路本课件的文字及图片版权均为南京凤凰康轩所有全国中等职业技术学校机电类通用教材课题4三相交流电路了解三相交流电的优点、产生及相序的意义。 了解实际生活中的三相四线供电制。 掌握三相交流电的负载连接。 目标1三相交流电 一、三相交流电的优点三相交流电具有如下特点 （1）降低了系统的设置及维护费用。 在同样条件输送同样大的功率时，三相输电线比单相输电线可节约25%左右的材料。 （2）功率大，效率高，具有良好的起动及运转特性。 单相发电机的功率在每个周期内会出现零值，而三相发电机的功率则可稳定不变地被传送给设备及马达。 （3）可供应稳定的直流输出。 三相发电机因相数比单相多，经整流将交流电转换为直流电的效果好。 （4）电源供应种类较多。 单相发电机只能供应单相电源，而三相发电机可供应单相、二相及三相电源。 二、三相交流电动势的产生三相交流电由三相交流发电机产生，三相交流发电原理如图4-20所示。 它主要是由转子和定子组成。 转子是转动的磁极，定子是在铁心槽上放置的三个几何尺寸与匝数相同的线圈（定子绕组），它们彼此相差120排列在圆周上，分别用U1U2（U相）、V1V2（V相）、W1W2（W相）。 U 1、V 1、W1表示各项绕组的首端，U 2、V 2、W2表示各项绕组的末端。 各像绕组的电动势的参考方向规定为由线圈的末端指向首端，即电流从始端流出时为正，反之为负。 当转子在原动机带动下以角速度做逆时针匀速转动时，三相定子绕组依次切割磁感线，产生三个对称的正弦交流电动势，其解析式为e U、e V、e W波形图及相量如图4-21所示。 三个交流电动势达到最大值（或零）的先后次序叫相序。 如按的次序循环称为正序，按的次序循环称为负序。 目标2三相交流电源的连接目前在低压系统中多数采用三相四线制，如图4-22(a)所示，三相四线制是将三相发电机绕组的三个末端连接在一起，成为一个点，该点称为中点或零点，用N表示。 从中点引出的导线称为中线，从始端A、B、C引出的三根导线L 1、L 2、L3称为相线或端线，俗称火线。 如图4-22（a）中，每相始端与末端间的电压，即火线与中线间的电压，称为相电压，其有效值用。 而任意两始端间的电压，亦即两火线间的电压，称为线电压，其有效值用。 由于发电机绕组上的内阻抗电压降低与相电压比较是很小的，可以忽略不计。 所以相电压和对应的电动势基本上相等，因此可以认为相电压同电动势一样，也是对称的，故由相电压而得出的线电压也是对称的，在相位上比相应的相电压超前30。 目标3三相负载的连接 一、三相对称负载的星形连接把各项负载的末端U 2、V 2、W2连接到三相电源的中性线，把各项负载的首端U 1、V 1、W1连接到三相交流电源的三根相线上，这种连接方法称为三相负载的星形连接。 如图4-23所示为三相负载星形连接的原理图。 每项负载两端的电压称为负载的相电压。 在忽略输电线上的电压降时，负载的相电压就等于电源的相电压，电源的线电压等于相电压的倍，即流过每项负载的电流称为负载的相电流，用表示。 流过每根相线的电流称为线电流，用。 由图4-23可知，线电流和相电流的大小相等，即 二、三相不对称负载的Y形联接工程实际使用中遇到的问题是将许多单相负载分成容量大致相等的三相，分别接到三相电源上，这样构成的三相负载通常是不对称的。 对于这种电路，需要使用三相四线制。 由于三相负载不对称，三相电流也不对称，其三相电流的矢量和不为零，必须引一根中线供电流不对称部分流过，即必须用三相四线制。 由于中性线的作用，电流构成了相互独立的回路。 不论负载有无变动，各相负载承受的电源相电压不变，从而保证了各相负载的正常工作。 如果没有中线，或者中线断开了，虽然电源的线电压不变，但各相负载承受的电压不再对称。 有的相电压增高了，有的相电压降低了。 这样不但使负载不能正常工作，有时还会造成事故。