《汽车电工电子》-《汽车电工电子》-3项目三 三相交流电路

项目三正弦交流电路3.1

三相电压3.2

负载星形连接的三相电路3.3

负载三角形连接的三相电路3.4

三相功率要求：

1.理解三相对称电源Y和△连接时相电压、线电压关系。

2.掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解中线的作用。

3.掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。

图1三相交流发电机示意图任务1

三相电压1.三相电压的产生工作原理：动磁生电(尾端)(首端)+e1e2e3U2U1V1V2W1W2++––

–++__eeU1U2

图2三相绕组示意图图3电枢绕组及其电动势定子转子W2U1U2V2NSW1-+V1••••三相电动势瞬时表示式铁芯（作为导磁路经）三相绕组匝数相同空间排列互差120

:直流励磁的电磁铁定子转子发电机结构相量图波形图e0e1e2e32

120°240°360°E2E1..120°120°120°E3.对称三相电动势在任一时刻的瞬时值之和为0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等频率相同相位互差120°称为对称三相电动势三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为1

2

32.三相电源的星形连接(1)连接方式中性线(零线)端线(相线)相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压线电压：端线与端线间的电压、Up、UlU1、U2、U3U12、U23、U31L1黄e1+–中性点+––+–UVWe3+–e2+––U3++–L2绿L3红++–N黑U1U12U2U31U23(2)

线电压与相电压的关系由相量图可得相量图UVW中性点e1+–e3+–e2+––U3++–L2L3L1++–NU1U12U2U31U23U1230°U2U1U2U3=U2U1U12－=U3U2U23－=U1U3U31－3.三相电源的三角形连接–++–+VUW–U12U31U23任务2负载星形连接的三相电路三相负载不对称三相负载：不满足Z1=Z2

=

Z3

如由单相负载组成的三相负载对称三相负载：Z1=Z2=

Z3

如三相电动机1.三相负载分类单相负载：只需一相电源供电

照明负载、家用电器负载三相负载：需三相电源同时供电

三相电动机等三相负载的联接

三相负载也有Y和

两种接法，至于采用哪种方法，要根据负载的额定电压和电源电压确定。三相负载Y形连接原则

（1）电源提供的相电压=负载的额定电压；

（2）单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。12电源3熔断丝三相四线制380/220伏N

额定电压为220伏的单相负载

额定电压为220伏的三相负载2.负载星形连接的三相电路结论：负载Y形连接时，线电流等于相电流。Y:三相三线制Y0：三相四线制(1)连接形式U2U1U3+Z2Z3Z1N'N++–––N电源中性点N´负载中性点I1线I2线I3线INI1相相电流：流过每相负载的电流I相线电流：流过端线的电流I线(2)负载Y连接三相电路的计算1)负载端的线电压＝电源线电压4)线电流＝相电流Y

连接时：5)中线电流负载Y连接带中性线时,可将各相分别看作单相电路计算负载Y连接带中性线时2)负载的相电压＝电源相电压负载对称时,中性线无电流,

可省掉中性线。例1：若R1=R2=R3=5

，求线电流及中性线电若R1=5,R2=10,R3=10,求线电流及

一星形连接的三相电路，电源电压对称。设电源线电压。负载为电灯组，流IN;中性线电流IN。U1U2U3N+++–––N

R1R2R3132I1INI2I3中性线电流解：三相负载对称三相负载不对称中性线电流例2：照明系统故障分析解:

(1)1相短路1)中性线未断

NR1R3R212N3

此时1相短路电流很大，将1相熔断丝熔断，而

2相和3相未受影响，其相电压仍为220V,正常工作。

在上例中，试分析下列情况

(1)1相短路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。

(2)1相断路:中性线未断时，求各相负载电压；中性线断开时，求各相负载电压。

此情况下，2相和3相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压（220V)，这是不允许的。2)1相短路,中性线断开时,

此时负载中性点N´即为1,因此负载各相电压为

12N3N´i1i3i2+++–––(2)1相断路2)中性线断开2、3相灯仍承受220V电压,正常工作。1)中性线未断变为单相电路，如图(2)所示I23U´1U´2+––+(2)

NR1R3R212N3(1)

由图（2）可求得结论

（1）不对称负载Y连接又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。（2）中线的作用：保证星形连接三相不对称负载的相电压对称。（3）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。1.连接形式任务3

负载三角形连接的三相电路线电流:

流过端线的电流相电流:

流过每相负载的电流

、、Z12Z23Z31132+++–––线电流不等于相电流(2)相电流(1)负载相电压=电源线电压即:UP

=UL

一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称,即2.分析计算Z12Z23Z31132+++–––相电流：线电流：U12=U23=U31=Ul=UP相量图23123123123130°负载对称时,相电流对称，即23(3)线电流由相量图可求得为此线电流也对称，即。

线电流比相应的相电流滞后30

。三相负载的连接原则负载的额定电压=电源的线电压应作

连接负载的额定电压=

电源线电压应作Y连接

应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。

三相电动机绕组可以连接成星形，也可以连接成三角形，而照明负载一般都连接成星形（具有中性线）。任务4

三相功率无论负载为Y或△连接，每相有功功率都应为

Pp=Up

Ip

cos

p对称负载

连接时：同理对称负载Y连接时：相电压与相电流的相位差当负载对称时：P=3UpIpcos

p所以

三相对称负载作三角形连接，UL

=220V，当S1、

S2均闭合时，各电流表读数均为17.31，三相功率

P=4.5kW，试求:

1)每相负载的电阻和感抗；

2)S1合、S2断开时,各电流表读数和有功功率P；

3)S

1断、S

2闭合时,各电流表读数和有功功率P。例1：Z31111S1S2Z12Z23312或：P=I2RP=UI3os

tg

=XL/R

解：(1)由已知条件可求得Z31111S1S2Z12Z233122)S1闭合、S2断开时

I1=I3=10AI2

=17.32A

流过电流表1、3的电流变为相电流IP，流过电流表2

的电流仍为线电流IL

。因为开关s均闭合时

每相有功功率P=1.5kW

当S1合、S2断时，Z12、Z23

的相电压和相电流不变，则P12、P23不变。P=P12+P23

=3kWS1111S2Z12Z31Z23312I2

=03)S1断开、S2闭合时变为单相电路Z12Z23Z3113I1I2

I1仍为相电流

IP

，

I2

变为1/2

IP

。

I1=I3

=10+5=15A

I2

变为1/2

IP，所以12、23

相的功率变为原来的1/4

。

P=1/4P12+1/4P23+P31

=0.375W+0.375W+1.5W

=2.25kW111S1S2Z12Z23Z31123例2：

某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电灯亮度不变