《电路》-第10章三相电路

由三相电源供电的电路，称为三相电路。三相电力系统具有很多优点，为各国广泛采用。在发电方面，相同尺寸的三相发电机比单相发电机的输出功率大；在输电方面，三相系统比单相系统节省传输线；在用电方面，三相电动机结构简单，运行平稳可靠。

概述第10章三相电路第10章三相电路Three-PhaseACCircuit

10.1三相电源10.2负载星形联结的三相电路10.3负载三角形联结的三相电路10.4三相电路的功率10.5三相功率的测量第10章三相电路10.1三相电源一、三相电动势的产生二、三相电压的表达式三、三相电源的相序四、三相交流电源的连接10.1三相电源一、三相电动势的产生使线圈以ω的角速度顺时针旋转。线圈两端便可得到单相交流电动势：NS

AXe1、电动势的产生10.1三相电源交流发电机工作原理10.1三相交流电源普通交流发电机10.1三相交流电源定子机座AYCBZX三个定子绕组AX、BY和CZ对称地安放在定子铁心的内圆周的槽中。A、B、C为首端；X、Y、Z为末端。三绕组在空间上彼此间隔120

。三相电动势的产生10.1三相交流电源三相电动势的产生++__eeAX•

定子绕组AYCBZX10.1三相交流电源AYCBZX转子•••IS

N转子是旋转的电磁铁。它的铁心上绕有励磁绕组。选择合适的铁心端面形状和励磁绕组分布规律，使励磁绕组中通以直流时，产生在转子和定子间气隙中的磁感应强度，沿圆周按正弦规律分布。当转子恒速旋转时，AX、BY、CZ三绕组的两端将分别感应振幅相等、频率相同的三个正弦电压uA(t)、uB(t)、uC(t)。如果指定它们的参考方向都由首端指向末端，则它们的初相互相差120

。10.1三相交流电源10.1三相电源2.三相电动势的产生三相电动势的特征：大小相等，频率相同，相位互差120º。ABCZYXeAeBeCA相B相C相二、三相电压的表示式对称三相电压的特征：幅值相等，频率相同，相位互差120º。若将一组对称三相电压作为一组电源的输出，则构成一组对称三相电源。1.三角函数式10.1三相电源+_..AXA相+_..BYB相+_..CZC相以uA为参考正弦量2.波形图10.1三相电源Um

oωtu2π对称三相电源的三个相电压瞬时值之和为零：uA+uB+uC＝03.相量表示式及相互关系10.1三相电源有效值相量表示为：对称三相电源的三个相电压相量之和为零：三、三相电源的相序A—B—C—A…顺序、正序10.1三相电源对称三相电压各相相电压到达正（负）最大值的先后次序

Um

oωtu2π三、三相电源的相序A—C—B—A…逆序、负序10.1三相电源对称三相电压各相相电压到达正（负）最大值的先后次序

Um

oωtu2π四、三相交流电源的连接1、星形接法（Y）

连接方式10.1三相电源CABN+++___三相四线制供电火线（相线、端线）:ABC中线（零线）：N（中线）（火线）（火线）（火线）10.1三相电源CABN+++___接地端接零线端单相插座单相插座三相插座10.1三相电源接相线端

三相电源星形接法的两组电压相电压：每相电源（负载）的端电压120

120

120

10.1三相电源CABN+++___线电压：

两端线之间的电压注意规定的参考方向CABN+++___10.1三相电源线电压和相电压的关系：30

10.1三相电源

同理：10.1三相电源线电压与相电压的通用关系表达式：---为相电压

---为线电压在日常生活与工农业生产中，低压用户的电压等级大多为10.1三相电源2、三角形接法（Δ）特点：线电压=相电压10.1三相电源AA•XYCBZBC••＋＋＋－－－短路+–U三个电源串接能否造成短路？直流电源行吗？问题讨论•••+++---UUU直流电源串接不行，三相交流电源可以，为什么？10.1三相电源AA•XYCBZBC••＋＋＋－－－问题讨论10.1三相电源AA•XYCBZBC••＋＋＋－－－三个电源的电压任何瞬间相加均为零。uA+uB+uC＝0

必须注意：如果任何一相电源接法相反，三个相电压之和将不为零，在三角形联接的闭合回路中将产生很大的环行电流，造成严重恶果

10.2负载星形（Y）联结的三相电路星形接法ACB

NZZZ三角形接法ACBZZZ•••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。10.2负载星形（Y）联结的三相电路相电流(负载上的电流)：几组物理量的定义线电流(火线上的电流)：ACBNZAZCZB10.2负载星形（Y）联结的三相电路相电压(负载上的电压)：线电压(火线间的电压)：ACBNZAZCZB10.2负载星形（Y）联结的三相电路

ACBNZZZ1、星形接法特点相电流=线电流*:零线电流10.2负载星形（Y）联结的三相电路2、负载星形接法时的一般计算方法负载星形接法时，可分下面四种情况分析：

有中线对称、有中线不对称、无中线对称、无中线不对称+ACBNZAZCZB++---10.2负载星形（Y）联结的三相电路①有中线负载不对称（）时——（三相四线制）ACBNZAZCZB++---10.2负载星形（Y）联结的三相电路②有中线负载对称（）时——（三相四线制）ACBNZAZCZB++---10.2负载星形（Y）联结的三相电路

负载对称时，也可只需计算一相。

如：据此可直接得出另两相电流：（中线电流为0）

负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相有效值即可。对称负载相量图10.2负载星形（Y）联结的三相电路③无中线负载不对称（）时——（三相三线制）NN'ABCZAZBZC'''ACBZAZCZB++---10.2负载星形（Y）联结的三相电路

无中线负载不对称（）时——（三相三线制）NN'ABCZAZBZC'''10.2负载星形（Y）联结的三相电路

无中线负载不对称（）时——（三相三线制）NN'ABCZAZBZC'''10.2负载星形（Y）联结的三相电路中性点偏移现象NN'ABCZAZBZC'''10.2负载星形（Y）联结的三相电路

由于负载中点和电源中点等电位，故可补上中线计算。如图：④无中线负载对称（）时——（三相三线制）NACBZAZCZB++---10.2负载星形（Y）联结的三相电路正误判断对称负载Y联接

ACBNZAZCZB++---10.2负载星形（Y）联结的三相电路ACNZZZB110.2负载星形（Y）联结的三相电路ACNZZZB110.2负载星形（Y）联结的三相电路分析：因负载为对称负载，故负载中点和电源中点为等电位，所以中线上负载可短路处理。ACNZZZBZlZNZlZlZN210.2负载星形（Y）联结的三相电路ACNZZZBZlZNZlZlZN210.2负载星形（Y）联结的三相电路AN'NCB求：各相电流。已知：每盏灯的额定值为:220V、100W310.2负载星形（Y）联结的三相电路用节点电位法RRRRNN'ABCAN'NCB10.2负载星形（Y）联结的三相电路

每盏灯为220V、100WRRRRNN'ABC10.2负载星形（Y）联结的三相电路RRRRNN'ABC10.2负载星形（Y）联结的三相电路关于零线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，都不能正常工作。由于照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三线制供电，而且必须保证零线可靠。中线的作用在于平衡电压，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，零线上不允许接保险丝也不允许接刀闸。10.2负载星形（Y）联结的三相电路特点：负载相电压=线电压ACBZABZBCZCA10.3负载三角形接法的三相电路10.3负载三角形接法的三相电路各电流的计算相电流线电流ACBZABZBCZCA10.3负载三角形接法的三相电路（2）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z

），各相电流有效值相等，相位互差120

。有效值为：（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。ACBZABZBCZCA10.3负载三角形接法的三相电路

同理：设：负载为阻性的，阻抗角为0

。ABC三角形负载对称时线电流和相电流之间的关系10.3负载三角形接法的三相电路三角形负载对称时线电流和相电流之间的关系

注意电路中规定的正方向ACBZABZBCZCA10.3负载三角形接法的三相电路正误判断对称负载Δ联接

ACBZABZBCZCA10.3负载三角形接法的三相电路求各线电流。10.3负载三角形接法的三相电路ACBZABZBCZCA分析：首先将三角形连接的负载等效变换成星形连接的负载。ACZZBZlZlZlZ10.3负载三角形接法的三相电路ACZ/3BZlZlZlZ/3Z/310.3负载三角形接法的三相电路ACZZBZlZlZlZ10.3负载三角形接法的三相电路10.4三相电路的功率三相总有功功率一、三相电路的功率的计算三相总无功功率三相总视在功率10.4三相电路的功率负载对称时：星形接法时：三角形接法时：

二、对称三相电路的功率的计算10.4三相电路的功率在三相负载对称的条件下，三相电路的功率：有功功率：无功功率：视在功率：10.4三相电路的功率三、对称三相电路的瞬时功率

由于上式中的三项交变分量之和为零，所以三相瞬时功率是不随时间变化的常数，并且等于其平均功率。在这种情况下，三相电动机的转矩是恒定的，有利于发电机和电动机的工作，是三相电路的优点之一。

10.4三相电路的功率110.4三相电路的功率ACBNZZZR解设定各支路电流的参考方向，如图：（1）先求星型负载组的各相电流10.4三相电路的功率例：图示电路中，负载Z=2230oΩ,R=22Ω,接于Up=220V的对称三相电源上，求各线电流。有对称性知：ACBNZZZR（2）求电阻上的电流ACBNZZZRACBNZZZR10.4三相电路的功率（3）试求该电路有功功率和无功功率ACBNZZZRACBNZZZR10.4三相电路的功率i1i2u负载1、单相功率的测量—电动式瓦特计在交流电路中其中，为间的夹角。指针偏转角度电流线圈电压线圈10.5三相电路功率的测量10.5三相电路功率的测量2、三相功率的测量

三相四线制线路中负载不对称用三个功率表测量P=P1+P2+P3；负载对称用一个功率表测量P=3P1；

三相三线制