第四讲三相正弦交流电

1、北京市电气工程学校王 林 三相正弦交流电三相正弦交流电 三相交流电电能可以由水能 热能 核能 等转换而得。三相电正弦交流电概述三相电正弦交流电概述水力发电、火力发电、核能发电、 各种电站、发电厂，其能量的转换由三相发电机来完成。三相正弦交流电有何特点呢？ 北京市电气工程学校王 林三相正弦交流电三相正弦交流电 三相交流电是目前世界上使用最为广泛的交流电 ，因为它具有许多优点： 三三 相相 单单 相相 1.在尺寸相同的情况下，三相发电机比单相发电机输出的功率大；在输出同样功率的情况下三相发电机较单相发电机体积小、重量轻、成本低。体积小、重量轻、成本低。北京市电气工程学校王 林三相正弦交流电三相正弦

2、交流电 2.在输电距离、输电电压、输送功率和线路损耗相同的条件下，三相输电比单相输电可节省25%的有色金属，即输电成本较低即输电成本较低。 三三 相相 单单 相相用用电电单单位位北京市电气工程学校王 林 三相正弦交流电三相正弦交流电 3.三相交流发电机的结构和制造并不比单相交流发电机复杂，而且性能良好，且维修方便。三相交流电是如何产生？三相交流电是如何产生？北京市电气工程学校王 林三相正弦交流发电机三相正弦交流发电机北京市电气工程学校王 林三相正弦交流发电机三相正弦交流发电机电磁感应现象电磁感应现象 当导体相对于磁场运动而切割磁力线时，在导体中会产生感应电动势。动动 画画北京市电气工程学校王

3、林三相正弦交流发电机构造三相正弦交流发电机构造定定 子子转转 子子三相发电机产生三相交流电三相发电机产生三相交流电三相发电机产生三相交流电三相发电机产生三相交流电 磁极放在定子上，一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的恒定磁场。当转子由原动机拖动作匀速逆时针转动时，三相转子绕组即切割转子磁场而感应出三相交流电动势三相交流电动势。 定子定子转子转子三相发电机产生三相交流电三相发电机产生三相交流电 磁极放在定子上，一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的恒定磁场。当转子由原动机拖动作匀速逆时针转动时，三相转子绕组即切割转子磁场而感应出三相交流电动势三相交流电动势。 转子转子三个绕组空间三个绕组空

4、间位置互隔位置互隔120U1 U2V1 V2W1 W2相头相头相尾相尾定子中的三个绕组：每个绕组的感应电压相当于一个单相电源一、三相交流电的产生一、三相交流电的产生Um VeUeWet0UeVeWe120120120三相正弦交流电路三相正弦交流电路北京市电气工程学校王 林三相对称交流电动势的表示三相对称交流电动势的表示 三相交流发电机产生三个频率相同，幅值相等，对于选定的参考方向相位依次相差120的一组正弦电压-对称三相电压。瞬时式相量式VtUeW)120sin(2+=wVtUeV)120sin(2-=wUtVUesin2=wV120=UEW&V120-=UEV&UV0=UE&

5、amp;瞬时式瞬时式相量式瞬时式北京市电气工程学校王 林 对称三相电压的瞬时值之和或相量之和为零 三相正弦交流电路三相正弦交流电路最大值相等最大值相等频率相同（频率相同（f = pn/60)相位互差相位互差120对称三相电动势对称三相电动势 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0321= =+ + +eee即即：0321= =+ + +EEE&或或北京市电气工程学校王 林三相正弦交流电路三相正弦交流电路二、相序 从计时起点开始三相交流电依次出现正幅值（或零值）的顺序称为相序。正序正序：UVWU反序反序：VUWVUm VeUeWet0北京市电气工程学校王 林回家的

6、路上你们观察过吗？回家的路上你们观察过吗？北京市电气工程学校王 林实例引入：教学楼照明系统电路实例引入：教学楼照明系统电路 图1 三相交流电路示意图 上一页下一页返 回三相电源绕组的连接三相电源绕组的连接 将电源的三相绕组末端U2、V2、W2连在一起，首端U1、V1、W1分别与负载相连，这种方式就叫做星形连接星形连接。其接法如图所示。 1、星形连接、星形连接（Y接）接）：北京市电气工程学校王 林三相电源的星形连接（三相电源的星形连接（Y接）接） （三相绕组的末端相联）（三相绕组的末端相联）三相四线制三相四线制: U1 、V1 、W1 加加 N 三相三线制三相三线制: :U1 、V1 、W1无无

7、 N 相电压相电压: U1 、U2 、U3线电压线电压: U12 、U23 、 U31+U1_ _U2+ _U3+ + UUV_+ UVW_ _UWU+E1_+_E2E3+_U1NV1W1N可提供两种电压可提供两种电压: :返返 回回下一节下一节下一页下一页上一页上一页端线、相线、火线端线、相线、火线中性线、零线、地线中性线、零线、地线三相电源绕组的连接三相电源绕组的连接相相 电电 压压 ： 三相输电线（火线）与中性线间的电压叫相电压。 线线 电电 压压 ： 三相输电线各线（火线）间的电压叫线电压 。北京市电气工程学校王 林PL3UU=PULU 平常我们讲的电源电压为220V，即是指相电压；讲

8、电源电压为380V，即是指线电压。由此可见：三相四线制的供电方式可以给负载提供两种电压，即线电压380V和相电压220V，因而在实际中获得了广泛的应用。 三相电源绕组的连接三相电源绕组的连接2、角形连接、角形连接 如图所示，将电源一相绕组的末端与另一相绕组的首端依次相连（接成一个三角形），再从首端U1、V1、W1分别引出端线，这种连接方式就叫三角形连接三角形连接。北京市电气工程学校王 林三相电源的三角形连接（三相电源的三角形连接（接）接）注意：注意：这种接法只有三相三线制。这种接法只有三相三线制。UVWW2、U1w1、v1V1、U2 +UUV=U1 _ +UVW=U2 _ _ UWU=U3 +

9、 IL1 IL2 IL3 I1 I2 I3 返返 回回下一节下一节下一页下一页上一页上一页 每相绕组的每相绕组的末端末端与相邻的下一相绕组的与相邻的下一相绕组的首端首端依次相联依次相联线电压与相电压的大小相等线电压与相电压的大小相等： PLUU= 三相电源与负载的连接三相电源与负载的连接星形接法ACB NZZZ三角形接法ACBZZZ(两种接法):WeUWVNVeUe0=+=WVUNIIII&)(ZZZZWVU=负载对称时问题及讨论零线是否可以取消？答：三相完全对称时，零线可以取消。称为 三相三线制。WeUWVZZZCeVeUe（3）三相四线制的特点是：）三相四线制的特点是：1）相电流）

10、相电流 等于线电流等于线电流 ，即，即PILILPII=2）加在负载上的相电压）加在负载上的相电压 和线电压和线电压 之间有如下关系之间有如下关系PULUPL3UU=3）流过中性线）流过中性线N的电流的电流 为为WVUNIIII&+=NI& 三相电源与负载的连接三相电源与负载的连接 三相电源与负载的连接三相电源与负载的连接 因此，在三相对称电路中，当负载采用星形联结时，由于流过中性线的电流为零，故三相四线制就可以变成三相三线制供电。如三相异步电动机及三相电炉等负载，当采用星形联结时，电源对该类负载就不需接中性线。通常在高压输电时，由于三相负载都是对称的三相变压器，所以都采用三相

11、三线制供电。 由三根火线和一根地线所组成的输电方式称三相四线三相四线制制（通常在低压配电系统中采用）。只由三根火线所组成的输电方式称三相三线制三相三线制（在高压输电时采用较多）。 3）输电方式：）输电方式：三相电源绕组的连接三相电源绕组的连接 根据使用方法的不同，电力系统的负载，可以分成两类。一类是象电灯这样有两根出线的，叫做单相负载单相负载，电风扇、收音机、电烙铁、单相电动机等都是单相负载。另一类是象三相电动机的这样的有三个接线端的负载，叫做三相负载三相负载。 三相四线制除供电给三相负载外，还可供电给单相负载，故凡有照明、单相电动机、电扇、各种家用电器的场合，也就是说一般低压用电场所，大多采用三相四线制。关于零线的结论 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，有的达不到额定电压