三相电源的连接

2、三相电源连接；重点：第19讲三相电路3、三相电路计算；1、三相电源及对称三相电源；4、三相电路功率。第1页9.3三相电源一、三相电源引入：工农业生产中常会遇到“多相制”交流电路，多相制电路是由多相电源供电电路。多相电路以相数目来分，可分为两相、三相、六相等。在多相制中，三相制有很多长处，因此它应用最为广泛。

定义：概括地说，三相交流电源是三个单相交流电源按一定方式进行组合。

第2页三相电源产生：

三相供电系统三相电源是三相发电机。下列图所示是三相发电机构造示意图，它有定子和转子两大部分。定子铁心内圆周槽中对称地安放着三个绕组（线圈）AX、BY和CZ。A、B、C为始端；X、Y、Z为末端。三绕组在空间上彼此间隔120o。转子是旋转电磁铁。当转子恒速旋转时，AX、BY、CZ三绕组两端将分别感应出振幅相等、频率相同三个正弦电压uA（t）、uB（t）、uC（t）。

第3页对称三相电源：由三个振幅相等、频率相同、相位彼此相差120o三个单相正弦电源组合而成电源称为对称三相正弦电源。

若以作为参照相量，这三个电压相量为：第4页下列图所示为三个单相电源相量图和波形图。第5页相序：按照各相电压通过正峰值先后次序来说，若它们次序是A-B-C-A时，称为正序，若为A-C-B-A时，称为负序。以上各式就是正序时三个单相电源电压相量形体现式。说明：工程上通用相序是正序，假如不加说明，都是指这种相序。顾客能够变化三相电源与三相电动机连接方式来变化相序，从而变化三相电动机旋转方向。第6页二、三相电源连接1、星形连接定义：将三相电源每一种绕组末端X、Y、Z连在一起，组成一种公共点N，对外形成A、B、C、N四个端子，这种联接形式称为三相电源星形联接（也叫Y形联接）。

下列图所示为三相电源星形连接及其相量图。第7页名词解释：火线从三相电源始端A、B、C引出导线称为端线或火线。第8页零线从中点N引出导线称为中线或零线。

线电流流出端线电流称为线电流。相电流每一相绕组中电流称为相电流。

线电压端线与端线间电压称为线电压。相电压每相绕组两端电压称为相电压。

第9页电压、电流关系：（1）三相电源作星形联接时，线电流和对应相电流相等。

（2）三相电源作星形连接时，线电压是相电压倍，相位超前对应相电压30o

。若用Ul表达线电压有效值，用UP表达相电压有效值，则有（3）三个线电压与相电压同样，也具有对称性。

强调：三个相电压只有在对称时它们和为零，不对称时它们和不为零，而三个线电压之和则无论对称是否均为零。

第10页实际应用：由于三相电源相电压对称，因此在三相四线制低压配电系统中，能够得到两种不一样数值电压，即相电压220V与线电压380V。一般家用电器及电子仪器用220V，动力及三相负载用380V。2、三角形连接定义：将三相电源各相始端和末端依次相连，再由A、B、C引出三根端线与负载相连。下列图所示为三相电源三角形连接。第11页三相电源作三角形联接时，其线电压和相电压相等，线电流等于相电流倍，相位滞后对应相电流30o。

第12页注意：由于发电机每组绕组本身阻抗较小，因此当三相电源接成三角形时，其闭合回路内阻抗并不大。一般因回路内uA+uB+uC=0，因此在负载断开时电源绕组内并无电流。假如三相电压不对称，或者虽然对称，但有一相接反，则uA+uB+uC≠0，虽然外部没有负载，闭合回路内仍有很大电流，这将使绕组过热，甚至烧毁。因此三相电源作三角形连接时必须严格按照每一相末端与次一相始端连接。在判断不清时，应保存最后两端钮不接（例如Z端与A端），成为开口三角形，用电压表测量开口处电压（例如uAZ），假如读数为零，表达接法正确，再接成封闭三角形。第13页三、三相电源和负载连接单相负载：为确保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分为三组，分别接入A、B、C三相电路。

第14页三相负载：三相电源与三相负载连接，能够组成下列几个三相电路：三相四线制Y-Y联接、三相三线制Y-Y联接、Y-△联接、△-Y联接和△-△联接等。

第15页说明：三相负载主要是某些电力负载及工业负载。三相负载联接方式有Y形联接和△形联接。当三相负载中各相负载都相同，即ZA=ZB=ZC=Z=|Z|时，称为三相对称负载，不然，即为不对称负载。

第16页9.4三相电路计算一、分析办法三相电路由于电源和负载联接方式较多，负载又分为单相、三相对称、三相不对称等，因而计算时需考虑问题也较多。本节仅对对称三相电路（三相对称电源和三相对称负载相连组成电路）进行分析。单相负载和三相不对称负载可用正弦电路一般分析办法进行分析。尤其指出：对于Y-Y联接三相四线制对称三相电路，列出电路结点方程，得到17中线上电压为第17页由于，相称于中线短路，每相负载上电压是相电压，其电流能够单独计算如下：第18页【例19-1】今有三相对称负载作星形联接，设每相负载电阻为R=12Ω，感抗为XL=16Ω，电源线压，试求各相电流。解：由于负载对称，只需计算其中一相即可推出期余两相。

相电压相电流第19页【例19-2】三相四线制中负载为纯电阻，RA=10Ω，RB=5Ω，RC=2Ω，负载相电压为220V，中线阻抗ZN=0，试求各相负载上和中线上电流。解：相电压第20页各负载上相电流为根据相量形式KCL得中线电流为第21页【例19-3】已知一对称三角形负载，接入线电压为380V电源中，测出线电流为15A，试求每相负载阻抗。解：三角形接法时，每相相电流为

第22页9.5三相电路功率三相电路总功率，等于三相负载各相功率之和，即P=PA+PB+PC

对于三相对称负载，各相电压、电流大小相等，阻抗角相同，故各相有功功率是相等，即P=PA+PB+PC

=UAIAcos

A+UBIBcos

B+UCICcos

C

=3UPIPcos

第23页上式中，UP是相电压有效值，IP是相电流有效值，

为UP与IP相位差，cos

是功率因数。由于设备铭牌中给出电压、电流均是指额定线电压UN和额定线电流IN，故无论是Y形连接还是△形连接，三相有功功率常用计算公式都可表达为同理，三相电路无功功率为Q=QA+QB+QC=3UPIPsin

=

三相电路视在功率为第24页三相功率测量：测量三相电路功率，对于三相四线制，应对各相分别测量，通过求和得到三相电路总功率，如下列图（1）所示；对于三相三线制，可用两瓦计法，如下列图（2）所示。第25页【例19-4】一台三相电动机，额定功率PN=75kW，UN=3000V，cos

N=0.85，效率

N=0.82，试求额定状态运行时，电机电流IN为多少？电机有功功率、无功功率及视在功率各为多少？解：电机额定功率PN是指机轴上输出机械功率，则电动机电功率P为

第26页故电机额定功率为电机容量为电机消耗无功功率为第27页本讲小结1、由三相电源供电电路，称为三相电路。对称三相电源电压是频率相同、相位相差120o正弦电压。