程勇 电工技术 教材公共课件模块五.ppt

1、模块五 三相交流电路,单相电路：,正弦稳态电路每个电源只有两个输出端钮，输出一个电压或电流，习惯上称这种电路为单相电路。,“多相制”的交流电路：,实际应用，可提供多相电源，其特点是输出端多于两个，在各输出端之间具有频率相同而相位互异的电压，即一个电源能够同时输出几个频率相同但相位不同的电压。组成多相电路的各个单相部分称为相。,多相发电机的构造：,电枢上具有几个线圈，它们在空间彼此相隔一定的角度，当电枢 在磁场内旋转时，各线圈内感应出频率相同而相位不同的电动势。,多相电路分类：,（以相的数目来分）两相、三相、六相等。,知识链接1 对称三相电源,三相交流发电机 三相绕组：绕组 AX、BY、CZ分别

2、称为 A相绕组、B相绕组和C相绕组。 电枢：铁芯与绕组合称。,三个相头之间（或三个相尾之间）在空间上彼此相隔120。电枢表面的磁感应强度沿圆周作正弦分布，它的方向与圆柱表面垂直。在发电机的绕组内，我们规定每相电源的正极性分别标记为A、B、C，负极性分别标记为 X、Y、Z。当电枢逆时针方向等速旋转时，各绕组内感应出频率相同、振幅值相同、而相位各相差120的电动势（或电源），这三个电动势称为对称三相电动势（或对称三相电源）。,“相头”：每相绕组的端点 A、B、C作为绕组的起端；,“相尾”： X、Y、Z当作绕组的末端。,三相对称电压：,对称三项电源的相量图和波形图,可以看出： 对称三相正弦量（包括对

3、称三相电动势、对称三相电压、对 称三相电流）中三个正弦量的瞬时值之和为零。 对称三相正弦量的三个相量之和等于零。 通常三相发电机产生的都是对称三相电源。,用相量表示，,相序：三相电压到达振幅值（或零值）的先后次序。 顺相序：三相电压到达振幅值的顺序为uA、uB、uC，三相电动势的相序为 ABCA。 逆相序：当电枢顺时针旋转时，三相电压达到振幅值按 uAuCuBuA的次序循环出现，这时三相电动势的相序 ACBA。,二、三相电源的连接 三相对源对外供电往往是连接为一个整体的，有两种连接方式。,1、 星形连接（ Y ） 将各相绕组的末端（X、Y、Z）连接在一起，由三个始端（A、B、C）与 外电路相接

4、的方 式叫星形连接。 如图：,火线由相头 A 、 B 、 C 引出的三根导线， 中线由 O （ N ）点（ XYZ 的连接点）引出的导线。 相电压火线与中线之间的电压（用单下标表示即： UA、UB、UC） 线电压火线与火线之间的电压（用双下标表示即： UAB、UBC、UCA） 线电流通过端线的电流。规定线电流的参考方向为自电源端指向负载端，以 i 、 i 、 i C表示。,说明：,相电流流过发电机绕组内的电流叫做电源的相电流。电源相电流的参考方向规定自相尾指向相头。,线电压和相电压的关系：,由相量图可证： 线电压是相电压的 倍，且在相位上比相应的相电压超前30。 即，,电路中的线电流与相应的电

5、源的相电流显然相等。,由此得出结论： 当三个相电压对称时，三个线 电压也是对称的，线电压的有效值 是相电压有效值的倍。 即，,2、三角形连接（） 将三相绕组的相头与相尾（AZ、BX、CY）连接成一个回路，从A、B、C端与外电路相接，如图。,由图可得， 线电流和相电流关系：,即：,用相量表示为：,当三相电流对称时，线电流的有效值是相电流有效值的倍，线电流比对应相电流滞后30。,三相负载的星形接法,三相四线制：三相电源绕组和三相负载都是星形连接。,知识链接2 三相负载的连接,负载的相电压：负载每相的电压。参考方向规定为自端线指向负载中性点 N，用 uA、uB、u表示。,负载的线电压与相电压的关系：

6、 uABuAuB，uBCuBuC，uCAuCuA。,负载的相电流：每相的电流，等于线电流。参考方向规定与相 电压的参考方向一致。,负载相电压等于发电机绕组上对应的相电压。 即，,负载各相电流为,相电流与相电压的相位差等于各相负载的阻抗角。 即，,规定中线电流的参考方向为自负载中性点N指向电源中性点N，根据基尔霍夫电流定律，可知中线电流IN为：,若每相负载的复数阻抗都相同，则称为对称负载。三相电路中 若电源对称，负载也对称，则称为对称三相电路。,三相电流的相量和等于零，即中线电流为零。 中线电流为零说明 N点与 N点是等电位。 对称电路中中线不起作用，故可省去中线，成为三相三线制对称电路。 对称

7、的三相三线制电路中，负载相电压是对称的，故可根据对称条件由线电压求出负载的相电压，而不必考虑电源绕组的连接方式。,星型接法的对称负载，,相电压,相电流,每相的功率因数,三相负载的三角形接法（三相三线制）,规定三角形负载相电压的参考方向与线电压参考方向相同，故负载相电压等于线电压。,各相电流,各线电流,根据基尔霍夫电流定律，三个线电流之和为零，即,对于三相对称负载,负载的相电流,三角形负载的电流相量图,由图可知： 负载相电流对称时，线电流也是对称的。 线电流和负载相电流的关系与线电流和电源相电流的关系一样，即线电流是对应负载相电流的倍，而滞后于对应负载相电流30。,相电压:,相电流:,线电流:,知识链接3 三相电路的功率,1、有功功率 一个三相电源发出的总有功功率等于电源每相发出的有功功率的和，一个三相负载接受的总有功功率等于每相