三相正弦交流电路.doc

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1、第十章　三相正弦交流电路1．了解三相交流电源的产生和特点。2．握三相四线制电源的线电压和相电压的关系。1.3．掌握对称三相负载Y形连接和D连接时，负载线电压和相电压、线电流和相电流的关系。4．掌握对称三相功率的计算方法。1．掌握三相电路线电压与相电压、线电流与相电流的相位关系。2．熟练分析与计算三相电路电压、电流、功率等。序号内　　　　　容学　时1第一节　三相交流电源22第二节　三相负载的连接23第三节　三相电路的功率14第四节　安全用电5实验10.1三相负载的星形连接26实验10.2三相负载的三角形连接27本章小结与习题18本章总学时

2、10第一节　三相交流电源一、三相交流电动势的产生动画M10-1三相交流电1．对称三相电动势振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差120°的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为第一相(U相)电动势：e1=Emsin(wt)第二相(V相)电动势：e2=Emsin(wt-120°)第三相(W相)电动势：e3=Emsin(wt+120°)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2．相序三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序叫做相序。e1比e2超前120°，e2

3、比e3超前120°，而e3又比e1超前120°，称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比e3超前120°，e3比e2超前120°，e2比e1超前120°，称这种相序为负相序或逆相序。相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够安全可靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色标出U相，用绿色标出V相，用红色标出W相。二、三相电源的连接三相电源有星形(亦称Y形)接法和三角形(亦称D形)接法两种。1．三相电源的星形(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

4、，这种连接方法叫做星形(Y形)连接。如图10-2所示。图10-3相电压与线电压的相量图图10-2三相绕组的星形接法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。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)。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，它们的瞬时值用u1、u2、u3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U1=U2=U3=UP任意两相始

5、端之间的电压(即火线与火线之间的电压)叫做线电压，它们的瞬时值用u12、u23、u31来表示。Ｙ形接法的相量图如图10-3所示。显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为U12=U23=U31=UL=UP线电压比相应的相电压超前30°，如线电压u12比相电压u1超前30°，线电压u23比相电压u2超前30°，线电压u31比相电压u3超前30°。2．三相电源的三角形(△形)接法将三相发电机的第二绕组始端V1与第一绕组的末端U2相连、第三绕组始端W1与第二绕组的末端V2相连、第一绕组始端U1与第三绕组的末端W2相连，并从三个始端U1、V1

6、、W1引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法叫做三角形(△形)连接。显然这时线电压等于相电压，即UL=Up这种没有中线、只有三根相线的输电方式叫做三相三线制。　　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；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。【例10-1】已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为E=220V，试求：(1)三相电源为Y形接法时的相电压UP与线电压UL；(2)三相电源为D形接法时的相电压UP与线电压UL。解：(1)三

7、相电源Y形接法：相电压UP=E=220V，线电压UL»Up=380V(2)三相电源D形接法：相电压UP=E=220V，线电压UL=Up=220V。　第二节　三相负载的连接一、负载的星形联结三相负载的星形联结如图10-4所示。图10-4三相负载的星形联结该接法有三根火线和一根零线，叫做三相四线制电路，在这种电路中三相电源也是必须是Y形接法，所以又叫做Y－Y接法的三相电路。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UL=UYP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

8、完全相同，相电流和线电流也一定对称(称为Y－Y形对称三相电路)。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°，并且中线电流为零。所以中线可以去掉，即形成三相三线制电路，也就是说对于对称负