2-4-1 三相交流电源.ppt

1、2.4.1 三相电源的连接方式,2-4 三相交流电路,2.4.2 三相负载的连接方式,2.4.3 三相电路的功率,概述-三相交流电路：,目前电力工程上普遍采用三相制供电。,由3个幅值相等、频率相同、彼此之间相位互差120o 的正弦电动势所组成的供电系统，称为三相制电路。,前面讲的交流电路，实际是三相电路的一相，因而称 单相交流电路。,另一方面，三相电路也可看作按一定规律组成的复杂交流电路， 因而前面讨论的交流电路的一般规律和计算方法，在此仍然适用。,为何三相制是目前世界各国的主要供电方式？,重点,（了解）,定子（是固定的）：定子铁心内圆周表面有槽，放入三组线圈，从而形成对称三相绕组，首端用表示

2、，末端用表示。如图：,三相绕组,n,单相绕组,转子（是转动的）：转子上缠绕有线圈，给线圈通入直流电以建 立磁场。,三相绕组的三相电动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120。,+,+,+,铁心,绕组,U1,U2,三相定子绕组对称嵌放在定子铁心槽中。,定子铁心,尾端： U2 V2 W2, ,2.三相交流发电机的工作原理（了解）,三相交流电是由三相发电机产生的。发电机主要由定子和转子两大部分构成。,定子绕组,首端： U1 V1 W1,转子铁心,转子绕组,转子绕组通电后产生磁场。,转轴,三相定子绕组与旋转磁场相切割，感应对称三相电动势。,原动机带动转子绕轴旋转，形成气隙旋转磁场。,由于电机结

3、构的原因, 这三相绕组所发出的三相电动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120，以eA为参考相量,则产生的三相电动势瞬时值可表示为：,3.三相电动势瞬时值,大小相等,频率相同,相位互差120,称为对称三相电动势,由绕组的尾端指向首端,5.电动势的参考方向（掌握）,注意：绕组端电压的方向：由首端指向尾端,6. 相序-三相交流电在相位上的先后次序称为相序,上述的三相电源的顺相序为UVW。 上述的三相电源的逆相序为UWV。 在电力系统中一般采用顺相序，并用黄、绿、红 三种颜色来区别U、V、W 三相电。,三相发电机中各绕组电动势到达幅值（或零值）的先后次序。,电路分析中很少用电动势，通常用电压

4、来表示。,电压的方向: 绕组的首端 指向尾端。,7、对称三相交流电压,以U相绕组的感应电压为参考正弦量，则发电机感应的对三相电压分别为：,相量式:,8. 对称三相交流电的特点,uA,uB,uC,对称三相交流电最大值相等，频率相同，相位互差120。,（a）波形图,（b）相量图,三相对称电压的相量和为零,讨论： 三相交流发电机发出三相电后，电路又是怎样把三相电流输送到用户呢？,三相电源的每一项绕组都可以看做一个独立的单项电源，如果每相绕组都通过两根输电线与负载相连，可以得到3个互不关联的单项交流电路，称为三相六线制。,三相六线制供电系统无法体现出三相制供电的优越性，既不经济也没有使用价值。,因此三

5、相电源的三相绕组必须进行适当的连接。,二、三相电源的连接（重点）,三相电源的星形（Y）连接方式,三相电源尾 端连在一起,三相电源首端分别向外 引出端线，俗称火线。,尾端公共点向外引出的导线 称为中线，中线俗称零线。,电路中的几个术语分别如下：,（1）中性点 （2）中性线 （3）相线,什么是电源的星形联结？,也称为 “三相四线制” 供电方式。,把发电机三相绕组的末端接成一点， 而把始端作为与外电路相联接的端点。,课本中图形土如下：,（1）中性点：三相绕组的末端U2、V2、W2连接而成的公共端点，接大地的中性点则称为零点。 （2）中性线：从中点引出的输电线称为中性线，简称中线。接大地的中线则称为零

6、线或地线。 （3）相线：从三相绕组的首端U1、V1、W1引出的三条输电线称为相线，又称端线，俗称火线，分别用大写字母U、V、W表示。,实际应用中，一般只画出4条输电线，并分别 标注出U、V、W、N来表示三项四线制供电系统，如下图所示。,由三根火线和一根地线所组成的输电方式称三相四线制,2、三相电源Y接时相电压/线电压 （掌握）,三相四线制供电系统能够提供两种不同的电压， 即相电压和线电压。,（1）相电压：,相线与中线之间的电压，其有效值用 表示,本图=每相绕组的端电压,又由于u=-e，而e是对称的，故u 也是对称的。,三相相电压的相量用 表示： 参考方向如图所示.,附一张参考方向清楚的图：,以

7、 为参考相量，则三相相电压的相量式为：,相电压的相量图如下,在我国三相四线制低压配电线路中相电压为220V,三相电源Y接时的三个相电压 显然是对称的！,（2）线电压,相线与相线之间的电压,有效值用 表示,三相相电压的相量用表示： 参考方向如图所示.,附一张清楚的图如下：,目前，我国供电系统线电压 380V,附一张参考方向清楚的图：,3、三相电源Y接时线电压与相电压的关系（难点）,各线电压与 相电压之间 的关系为:,画出相量图如下：,三相电源各电压间的相量关系,由相量图可知它们的关系为:,线电压的有效值用UL 表示, 相电压的有效值用Up表示。,线电压超前相应的相电压30度。,清晰的矢量图参考下

8、页：,同理可得其它,数量上，线电压uAB是相电压uA的1.732倍； 相位上，线电压超前与其相对应的相电压30电角！,三个相电压对称,电源的中性点总是接地的，因此相电压在数值上等于各相绕组首端电位。,线电压与相电压之间的关系,电压等于两 点电位之差,30,同理可得,30,30,清晰的矢量图如下 ：,用相量式子可同时表达它们之间的数值关系和相位关系，如下所示:,显然，电源Y接时的三个线电压 也是对称的！,日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为:,三相电源绕组连接成Y接方式的最大优越性就是可向负载提供两种不同的电压，且其中线电压是发电机一相绕组感应电压的1.732倍！,三相四线制供电系统两种

9、电压一般表示为,或,4、电源的星形连接小结：,5. 三相电源的三角形（）连接方式,显然发电机绕组作接时只能向负载提供一种电压！,三相电源首尾 相接构成闭环,在电源的三个连接点处 分别外引三根火线。,显然，电源绕组作接时，线电压等于发电机绕组的三相感应电压。,发电机三相绕组作接时，不允许首尾端接反！否则将在三角形环路中引起大电流而致使电源过热烧损。,结 论,三相电源绕组作接时，线电压等于电源绕组的感应电压。此种供电系统称为三相三线制。通常电源绕组的连接方式为星形。,三相三线制,或者如下讲解： 电源的形联结,发电机三相绕组依次首尾相联，引出三条线，称为三角形联结。,验电笔的正确握法如下图示,你能说出对称三相交流电的特征吗？,你会做吗？,三相四线制供电体制中，你能说出线、相电压之间的数量关系及相位关系吗？,电笔头与被测导线接触时，使氖管发光的是火线，不发光的是零线。,检验学习结果,本章总的学习目的与要求,了解三相交流电