电工学第5章三相电路

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1、第5章三相电路三相电路在生产上应用最为广泛。发电和输配电一般都采用三相制。在用电方面最主要的负载是交流电动机，而交流电动机多数是三相的。本章中着重讨论负载在三相电路的连接使用问题。5·1三相电压三相交流电是由三相交流发电机产生的。三相交流发电机的主要组成部分是电枢和磁极。电枢是固定的，亦称定子。定子铁心内放置三相电枢绕组。它们的始端(头)标以U1,V1,W1，末端(尾)标以U2,V2,W2。绕组的始端之间或末端之间都彼此相隔120。磁极是转动的，亦称转子。转子铁心上绕有励磁绕组，用直流励磁。当转子由

2、原动机带动，并以匀速成按顺时针方向转动时，则每相绕组依次切割磁通，产生感应电动势；因而在U1U2,V1V2,W1W2三相绕组上得到频率相同、幅值相等、相位互差120的三相对称正弦电压，它们分别为u1,u2u3，并以u1为参考正弦量。5·1三相电压以u1为参考正弦量，则相量式相量图波形图u1=Umsintu2=Umsin(t-120)u3=Umsin(t-240)=Umsin(t+120)o120°120°120°tuOu1u260°u3三相对称正弦电压的瞬时值或相量之和为零，即三相交

3、流电压出现正幅值(或相应零值)的顺序称为相序即U1V1W15·1三相电压发电机三相绕组通常的接法是将三个末端连在一起，这一点连接点称为中性点或零点，用N表示。这种连接方法称为星形联结。从中性点引出的导线称为中性线或零线。从始端U1,V1,W1引出的三根导线L1,L2,L3称为相线或端线，俗称火线。相序是L1L2L3。每相始端与末端间的电压，亦即相线与中性线间的电压，称为相电压，其有效值用U1,U2,U3，或一般性地用UP表示。U1V1W1+--+-++--++-u1u2u3u12u23u31L

4、1L2L3N任意两始端间的电压，亦即两相线间的电压，称为线电压，其有效值用U12,U23,U31，或一般性地用UL表示。5·1三相电压当发电机的绕组连接成星形时，相电压和线电压显然是不相等的。它们的关系是U1V1W1+--+-++--++-u1u2u3u12u23u31L1L2L3N可见线电压也是频率相同、幅值相等、相位互差120的三相对称电压，在相位上比相相电压超前30。线电压和相电压的大小关系为5·2负载星形联结的三相电路三相电路中负载的连接方法有两种——星形联结和三角形联结。L1L2L3N图

5、所示是三相四线制电路，设其线电压为380V，则相电压就为220V。对于单相不对称负载要接在相线与中性线之间，并尽可能均匀地分配在各相之中；对于对称的三相负载，可以接在相线之间，而不用加中性线。5·2负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相四线制电路三相电路中的电流也有相电流与线电流之分。每相负载中的电流IP称为相电流，每根相线中的电流IL称为线电流，在负载为星形联结时，相电流即为线电流，即IP=IL。对三相电路应该一相一相计算，设电源相电压u1为参考正弦量,则，电源相电压即为每负载电压。L1L2L3+

6、--+-+u1u2u3

7、Z1

8、Ni1i2i3iNN

9、Z2

10、

11、Z3

12、5·2负载星形联结的三相电路负载星形联结的三相四线制电路每相负载中的电流相量中性线电流在对称负载Z1=Z2=Z3的情况下，因为电压对称，所以负载相电流也是对称的，这时中性线电流IN=0。中性线中即然没有电流通过，中性线也就不需要了，去掉中性线就是L1L2L3+--+-+u1u2u3

13、Z1

14、Ni1i2i3iNN

15、Z2

16、

17、Z3

18、L1L2L3

19、Z1

20、NN

21、Z2

22、

23、Z3

24、i1i2i3.三相三线制电路。5·2负载星形联结的三相电路负载不对称

25、而又没有中性线时,负载的相电压就不对称。当负载的相电压不对称时，势必引起有的相的电压过高，高于负载的额定电压；有的相的电压过低，低于负载的额定电压。这都是不容许的。三相负载的相电压必须对称。中性线的作用就在于使星形联结的不对称负载的相电压对称。为了保证负载的相电压对称，就不应让中性线断开。因此，中性线(指干线)内不接入熔断器或闸刀开关。L1L2L3

26、Z1

27、NN

28、Z2

29、

30、Z3

31、i1i2i3三相三线制电路。5·2负载星形联结的三相电路[例题]有一星形联接的三相负载，每相电阻R=6，感抗XL=8，电源

32、电压对称，设，试求电流i1,i2,i3。[解]5·2负载星形联结的三相电路[例题]图中，电源电压对称，称相电压UP=220V，负载为白炽灯组，在额定电压下其电阻分别为R1=5,R2=10,R3=20。试求负载相电压、负载电流及中线电流。电灯的额定电压为220V。[解]L1L2L3R1Ni1i2i3R2R35·3负载三角形联结的三相电路L1L2L3+-+-u12u23u31i1i2i3

33、Z23

34、i23i12i31-+在负载三角形联结时，因为各负载都