学科： < 电工技术基础 >

1. 学科：<电工技术基础> 课题：三相正弦交流电路 教者： 黄志芳 学校： 吉林省柳河职教中心

2. 第十章 三相正弦交流电路 10.1三相交流电源 10.2 三相负载的联结 10.3三相电路的功率 10.4安全用电

3. 一、三相交流电动势的产生 二、三相电源的连接 第一节　三相交流电源

4. 闭合线圈在磁场中转动，产生感应电流。 根据电磁感应定律。 复习提问： 1、正弦交流电是怎样产生的？ 2、周期、频率的定义？ 3、如何根据波形图判断正弦波的初相角？ 周期：交流电完成一次周期性变化所需的时间。 频率：交流电在1秒内完成周期性变化的次数。 在波形图中，从坐标原点到最近一个正弦波的 零点之间的距离就是初相。零点在原点的右方 初相为负值；零点在原点的左方则初相为正值。

5. A X B Y C Z A 转子 Y Z 定子 C B X 10.1 三相交流电源 1、三相交流电源的产生 三相交流发电机的构造：定子、转子。 三个定子线圈完全相同，空间位置互差120度。

6. A Y Z S + - B 磁通按正弦规律分布 转子 定子 N C X 转子 转子线圈通直流，并由机械力带动匀速转动。

7. A • Y Z  S  转子 + 定子 - B • • N C  X 三 相 电 动 势 特征：三相对称电动势－－　 最大值相等，频率相同，相位互差120º。

8. A • Y S Z   N • • B C  X Em 相序： 三相交流电动势依次出现正的最大值的顺序,称为三相电源的相序。A -B -C –A 称为正（顺）相序，反之C-B-A-C 称为负（逆）相序。 教材发电机的三个绕组用 A-X， B-Y， C-Z 新教材用 U1-U2，V1-V2，W1-W2。

9. . EC Em 120° . EA 120° 120° . EB 显然，有e1 e2 e3=0。波形图与相量图如图10-1所示。 图10-1 对称三相电动势波形图与相量图

10. 三相电源的星形(Y形)接法 将三相发电机三相绕组的末端U2、V2、W2(相尾)连接在一点，始端U1、V1、W1(相头)分别与负载相连，这种连接方法叫做星形(Y形)连接。如图10-2所示。 2、三相电源的连接 图10-2 三相绕组的星形接法

11. A （端线或火线） 三相四线制 uA uAB X Z N Y uCA uB （火线） B uC uBC C （火线） 相电压：火线与中线间的电压 。 线电压：火线与火线间的电压 。 三相电源的星型联接 （中线或零线） 中点N：X、Y、Z的公共点（与大地相接时称地线）

12. 从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线叫作端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做线电压（UL）。Y形公共联结点N叫作中点，从中点引出的导线叫做中线或零线。由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低压配电中采用)。中线常用黑色或白色，火线分别用黄、绿、红三种颜色表示。从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线叫作端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做线电压（UL）。Y形公共联结点N叫作中点，从中点引出的导线叫做中线或零线。由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低压配电中采用)。中线常用黑色或白色，火线分别用黄、绿、红三种颜色表示。 每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中线之间的电压)叫做相电压（UP），它们的瞬时值用uA、uB、uC来表示，显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为 UA= UB = UC = UP

13. 显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为 UAB = UBC= UCA = UL = UP 任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)叫做线电压（UL） ，它们的瞬时值用uAB、uBC、uCA来表示。Ｙ形接法的相量图如图10-3所示。 线电压比相应的相电压 超前30，如线电压 uAB比相电 压 uA超前30，线电压 uBC比 相电压uB超前30，线电压 uCA 比相电压uC超前30。 图10-3 相电压与线电压的相量图

14. 特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中线)，这时所说的三相电压大小均指线电压UL (380v);而民用电源则需要引出中线，所说的电压大小均指相电压UP(220v) .

15. UL = UP 【例10-1】已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为e1=311sin(wt-π/3) V，试求：(1)e2=( )、e3=( ) , (2) e12=( ). 解：(1)因为三相电源的各相之间最大值相等， 相位差为2π/3，且为同频率正弦量，我们按照正序的关系 可知 e 2=311sin(wt-π/3- 2π/3 ）=311sin(wt-π)v. e3=311sin(wt-π/3+ 2π/3 )=311sin(wt+ π/3 )v. (2)因为线电压超前相应的相电压π/6且 所以 -π/3+π/6=--π/6 e12= 311 sin(wt-π/6)V.

16. 第二节 三相负载的联结 一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结

17. 一、负载的星形联结 1 电路 三相负载的星形联结如图 10-4 所示。

18. 图10-4三相负载的星形联结 • 三相负载的星形联结如图 10-4所示

19. 2 特点 （1）线电压 显然不管负载是否对称(相等)，电路中的 线电压 UL 都等于负 载相电压 UYP 的　　倍，即 （2）负载的相电流 IYP 等于线电流 IYL ，即 IYL = IYP 当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电流也一定对称。即各相电流(或各线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差 120，并且中性线电流为零。

20. 【例1】在负载作 Y 联结的对称三相电路中，电源线电压为380伏，每相负载的电阻为8欧姆，电抗为6欧姆，（如图）。 求： 1）在正常情况下，每相负载的相电压和相电流； 2）第三相负载短路时，其余两相的相电压和相电流； 3）第三相负载断路时，其余两相的相电压和相电流。 　　解：1）在对称 Y 负载中，相电压 相电流(即线电流)为 2）第三相短路，相电压 U1=U2=380V 相电流为 I1=I2=38A 3）第三相断路，相电压U1=U2=380/2=190V 相电流为 I1=I2=19A

21. 3．中性线的作用 • （1）若负载对称，则IN = 0可省去中性线。 • （2）若负载不对称，则IN 0，若有中性线，则各相负载仍有对称的电源相电压，从而保证了各相负载能正常工作。

22. 图10-5三相负载的三角形联结 二、负载的三角形联结 1 电路 　负载做联结时只能形成三相三线制电路，如图10-5 所示。

23. 2 特点 （1） 显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压 UP 都等于线电压 UL ，即 UP = UL （2） 当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电流也一定对称。负载的相电流为 （3）线电流 各线电流的相位比相应的相电流滞后30。

24. 3．三相负载连接法的选择 • （1）应根据负载的额定电压与电源电压的数值而定，总之要使每相负载所承受的电压等于其额定电压。 • （2）若每相负载的额定电压为电源线电压的，则负载应连成星形；若每相负载的额定电压等于电源的线电压，则负载应联成三角形。

25. 【例2】 大功率三相电动机启动时，由于启动一般采用降压启动，方法之一是启动时将三相绕组接成星形，而正常运转时改接成为三角形。试比较当绕组星形连接和三角形连接时相电流之比及线电流之比。 　　解：在连接负载中，相电压等于线电压，即　　　　　 UP = UL ， 则相电流 线电流 在 Y 连接负载中，线电压 则相电流等于线电流 IYL = IYP 两种连接法相电流之比为 IYP / I P=1/√3 两种连接法线电流之比为 IYL/ I L=1/3

26. 练习： 线电压 380v • 1、三相电源的电压为380V，则任意两根相线之间的电压叫做（ ），有效值为（ ）；任意一根相线与中线之间的 电压叫做（ ），有效值为（ ）。 • 2、三相交流电源是三个单相电源按一定方式进行的组合，这三个单相交流电源的（ ）、（ ）、（ ）。 • 3、三相四线制中的火线指的是什么？ 中线指的是什么？ 相电压 220v 频率相同 最大值相同 相位彼此相隔2π/3 发电机的三对绕组三个末端联接的点叫中点，中点引出的线为中线。其余始端引出的线称为火线。

27. 作业： 170页：二、（1）、（2） 三、（1）、（2） 预习： 10.2 三相负载的连接 星形连接 角形连接