三相电源、三相负载连接方法

1、三相电源、三相负载连接方法 第3节 三相电源、 三相负载 的连接方法 第第12章章 交直流电基础知识交直流电基础知识 三相电源、三相负载连接方法 + eAeBeC X AB Y C Z + + + _ _ ee AX 定子定子 转子转子 Z A X Y N S C - + B 三相交流电是由三相发电机产生的。三相 发电机主要由定子和转子组成。如图 三相电源、三相负载连接方法 定子是固定不动的部分，在定子的槽中嵌入三组 线圈，即AX、BY和CZ； 首端分别为A、B、C，末 端分别为X、Y、Z。每组称为一相，每相线圈的匝 数、形状、参数都相同，在空间上彼此相差120； 转子是一个可以旋转的磁极，由

2、永久磁铁或电磁铁 组成。在发电机工作时，转子在 外部动力带动下以 角速度旋转，三个定子绕组都会感应出随时间按 正弦规律变化的电势，这三个电势的振幅和频率相 同，且由于三组线圈在空间位置上相差120，故 相位差互为120，因此称这组电源为正弦三相对 称电压源，可将其表示为 定子定子 转子转子 发电机结构发电机结构 铁心（作为导磁路经）铁心（作为导磁路经） 三相绕组三相绕组 : 直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁 三相电源、三相负载连接方法 U2 U1 . . 120 120 120 U3 . tUu sin m1 )120sin( m2 tUu )120sin( m3 tUu UUU 0 1 12

3、0 2 UU 120 3 UU u O u1u2u3 2 120 240 360 t 三相电源、三相负载连接方法 对称三相电动势的瞬时值之和为对称三相电动势的瞬时值之和为 0 0 321 uuu即即： 0 321 UUU 或或 三个正弦交流电动势满足以下特征三个正弦交流电动势满足以下特征 三相电源、三相负载连接方法 星形接法星形接法 A e C e B e A X Y C B Z N 也就是发动机的也就是发动机的 定子三相线圈的定子三相线圈的 连接方式连接方式 三相电源、三相负载连接方法 C e （中线）（中线） （火线）（火线） （火线）（火线） （火线）（火线） c e B e A X Y

4、 C B ZN A e 三相四线三相四线 制供电制供电 火线（相线）火线（相线）: A B C 中线（零线）：中线（零线）：N 三相电源、三相负载连接方法 三角接法三角接法 A CA u A X Y C B Z AB u BC u B C 三相电源、三相负载连接方法 Up U p 三相电源、三相负载连接方法 1 星形Y 连接 将A、B、C三相电源的末端连在 一起，组成一个公共点N，对外形成A、B、 C、N四个端子，这种连接形式称为三相电 源的星形连接或Y形连接， 如图下所示。 C A N B c U b U a U a I c I B I b I A I C I AB U BC U CA U

5、三相电源、三相负载连接方法 从可知, 星形连接时，线电流与相电流的关系为: cCbBaA IIIIII , 即星形连接时线电流和对应的相电流相等。 p= 三相电源、三相负载连接方法 星形接法的两组电压星形接法的两组电压 CCN BBN AAN eu eu eu 相电压：相电压：火线对零线间的电压。火线对零线间的电压。 240 120 0 PCN PBN PAN UU UU UU C e c e B e A C B N A e 120 120 120 AN U BN U CN U AN u BN u CN u 三相电源、三相负载连接方法 线电压：线电压：火线间的电压。火线间的电压。 ANCNCA

6、 CNBNBC BNANAB UUU UUU UUU AB u BC u CA u CA BC AB u u u C A B N 注意规定的注意规定的 正方向正方向 三相电源、三相负载连接方法 BN U AB U 线电压和相电压的关系：线电压和相电压的关系： BN U AN U CN U 30 BNAN BNANAB UU UUU 303 ANAB UU 三相电源、三相负载连接方法 30 3 30 3 CNANCNCA BNCNBNBC UUUU UUUU 同同理：理： 303 ANBNANAB UUUU BN U AN U CN U AB U BC U CA U 三相电源、三相负载连接方法

7、星形联结时星形联结时线电压与相电压的通用关系表达式：线电压与相电压的通用关系表达式： 30 3 pl UU l U p U -为相电压为相电压 -为线电压为线电压 在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为 V380 V220 lP UU 三相电源、三相负载连接方法 2 三角形连接 将三个电源的首尾依次相接组成一个 三角形，再从三个端子分别引出端线，这种接 法称为三相电源的三角形连接，简记为形连 接，如所示。图中AZ、BX、CY分别连在一起， 引出端线A、B、C，从而构成连接。 b a C A Bc A I C I B I c U a U b

8、U ba I ca I bc I 三相电源、三相负载连接方法 从上图知:线电流和相电流的关系为 ab I bccaC abbcB caabA III III III 假设该电路所接负载也是对称的，那么三个相电流 也应是大小相等、相位依次相差 120的对称电流，如图下所示。 bc I ca I 三相电源、三相负载连接方法 三角形连接线电 流和相电流的相 量关系： 30 30 30 a I b I c I ba I ca I bc I ba I ca I bc I 303 303 303 cacaabC bcabbcB abcaabA IIII IIII IIII 线电流和相电流的关系为： p I

9、I3 1 三相电源、三相负载连接方法 BC A c U a U b U 三角形连接时的电压相量图如图所示： 显然，线电压和相电压相等，即 cCAbBCaAB UUUUUU , U 三相电源、三相负载连接方法 总结：电源Y-连接 P LUU3 p= 电源星形Y 连接 电源三角形 p II3 1 U 三相电源、三相负载连接方法 三相电源、三相负载连接方法 星形接法星形接法 A C B N Z Z Z 三角形接法三角形接法 A C B Z Z Z 负载的两种接法负载的两种接法: 三相电源、三相负载连接方法 负载的接入原则 尽可能使电源的各相负荷均匀、对称，从而使三 相电源趋于平衡（星形连接中IN=0

10、,三角形连接中I 相量为0） 负载的连接方式 单相连接 三相星形连接 三相三角形连接 三相负载的额定电压如不特别指明均指线电压 三相电源、三相负载连接方法 负载的额定电压负载的额定电压 = 电源的线电压电源的线电压 应作应作 联结联结 负载的额定电压负载的额定电压 = 电源线电压电源线电压 3 1 应作应作 Y 联结联结 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三三相电动机绕组可以联结成星形，也可以联结成三 角形：角形： 照明负载一般都联结成星形照明负载一般都联结成星形(具有中性线具有中性线) 三相电源、三相负载连接方法 单相负载 单相负载主要包括照明负载、生活用电负载及一些单 相设备。单相

11、负载常采用三相中引出一相的供电方式。为 保证各个单相负载电压稳定，各单相负载均以并联形式接 入电路。在单相负荷较大时，如大型居民楼供电，可将所 有单相负载平均分为三组，分别接入A、B、C三相电路， 如图下所示，以保证三相负载尽可能平衡，提高安全供电 质量及供电效率。 C A N B 三相电源、三相负载连接方法 L3 三相四线制三相四线制 380/220伏伏 额定相电压为额定相电压为 220伏的单相负载伏的单相负载 额定线电压为额定线电压为 380伏的三相负载伏的三相负载 三相电源、三相负载连接方法 A C B N Z Z Z AN u BN u CN u A i C i B i AN i CN

12、 i BN i 相电流相电流(负载上的电流负载上的电流)： CNBNAN III 、 线电流线电流(火线上的电流火线上的电流)： CBA III 、 负载星形接法负载星形接法 三相电源、三相负载连接方法 lp II CNC BNB ANA II II II A C B N Z Z Z N i A i C i B i AN i CN i BN i 星形接法特点星形接法特点 相电流相电流=线电流线电流 * CNBNANN IIII N I : 零线电流零线电流 三相电源、三相负载连接方法 * 线电压线电压=相电压相电压 3, 线电压领先于相电压线电压领先于相电压30。 BN U AN U CN U

13、 AB U BC U CA U A C B N Z Z Z AN U AB U CN U BN U CA U BC U 30 3 30 3 CNCA BNBC UU UU 303 ANAB UU 三相电源、三相负载连接方法 P 3UU l P II l Y 联结时：联结时： 321N IIII 三相电源、三相负载连接方法 负载对称时负载对称时,中性线无电流中性线无电流,可省掉中性线。可省掉中性线。 0 321N IIII 中中线线电电流流 CBA ZZZ 因因为为三三相相电电压压对对称称，且且 所以负载对称时，所以负载对称时，三相电流也对称。三相电流也对称。 负载对称时，负载对称时， 只需计算

14、一相电只需计算一相电 流，其它两相电流，其它两相电 流可根据对称性流可根据对称性 直接写出。直接写出。 三相电源、三相负载连接方法 12.3.4 负载三角形联结的三相电路负载三角形联结的三相电路 321 III 、 12 I 23 I 31 I L1 + + + 12 u 12 i 23 u 31 u L2 L3 i1 i2 i3 23 i 31 i Z31Z12 Z23 三相电源、三相负载连接方法 三相电源、三相负载连接方法 相量图相量图 I 23 I 12 I 30 负载对称时负载对称时, I 2 I 3 (3) 线电流线电流 。3030且落后相应的相电流且落后相应的相电流 (相电流),(

15、相电流),3 3线电流线电流 联接时联接时对称负载对称负载 : :结论结论 P IIl 由相量图可求得由相量图可求得 31121 III 12232 III 23313 III Z U IIII P P312312 R X arctan 312312 l IIII 321 PP 330cos2IIIl U 23 U 12 U 31 31 I 1 I 三相电源、三相负载连接方法 总结：Y- 联结 UP = UlP 3 UU l P II l Y 联结时：联结时： P II l 3 3 联结时：联结时： 三相电源、三相负载连接方法 三相电源三相电源 三相三线制三相三线制 三相四线制三相四线制 A

16、A e C e B e C B N A e C e B e A C B A eC e B e A C B 三相电源一三相电源一 般都是对称般都是对称 的，而且多的，而且多 用三相四线用三相四线 制接法。制接法。 三相交流电路的小结三相交流电路的小结 三相电源、三相负载连接方法 三相负载三相负载 星形负载星形负载三角形负载三角形负载 A C B N Z Z Z A C B Z Z Z 三相电源、三相负载连接方法 三相负载对称时：三相负载对称时： 三相电源、三相负载连接方法 三相功率计算三相功率计算 CBA PPPP 三相总功率三相总功率： 负载对称时：负载对称时： cos3 pp IUP cos3 ll IUP 和接法和接法 无关无关 三相电源、三相负载连接方法 负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大 小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的 达不