1、第一节第一节 三相交流电动势三相交流电动势 电工基础第四章 三相交流电路1 第二节第二节 对称三相交流电路的计算对称三相交流电路的计算 2第三节第三节 对称三相交流电路的功率对称三相交流电路的功率 3 第一节第一节 三相交流电动势三相交流电动势 三相交流电动势的产生三相交流电动势的产生 一、三相交流电动势的产生一、三相交流电动势的产生 1.在工业生产中广泛应用的是三相交流电源。三相交流电源由三个最大在工业生产中广泛应用的是三相交流电源。三相交流电源由三个最大值相等、频率相同但相位互差值相等、频率相同但相位互差120120的电动势组成。三相电动势是由三相交流的电动势组成。三相电动势是由三相交流发
2、电机产生的。发电机产生的。三相交流发电机的结构三相交流发电机的结构 三相电动势的波形图三相电动势的波形图 三相交流电动势的产生三相交流电动势的产生 由于三相交流发电机三相绕组的结构相同，并且在空间位置上彼由于三相交流发电机三相绕组的结构相同，并且在空间位置上彼此相隔此相隔120，所以产生的各相电动势其幅值与频率相同，相位差互，所以产生的各相电动势其幅值与频率相同，相位差互为为120，这样的三个电动势称为三相对称电动势。，这样的三个电动势称为三相对称电动势。三相电动势到达正的或负的最大值的先后顺序称为三相交流电三相电动势到达正的或负的最大值的先后顺序称为三相交流电的相序。习惯上正相序为的相序。习
3、惯上正相序为 ，即在相位上，即在相位上 超前超前120，超前超前 120，超前超前 120。UWVUeeeeUeVeWeVeWeUe2.三个电动势的瞬时值表达式如下：三个电动势的瞬时值表达式如下：tSinEemU)120(tSinEemV)120(tSinEemW 三相交流电动势的产生三相交流电动势的产生3.三相电动势的矢量图表示：三相电动势的矢量图表示：三相电动势的大小相等，正方向规定为从线圈的末端指向始端，各相电三相电动势的大小相等，正方向规定为从线圈的末端指向始端，各相电动势的相位差互为动势的相位差互为120。由此可知，它们的矢量和为零。由此可知，它们的矢量和为零。三相电动势的矢量图三相
4、电动势的矢量图 二、三相电源绕组的联结二、三相电源绕组的联结 三相电源绕组常用的联结方式是星形三相电源绕组常用的联结方式是星形(Y)联结：将三相绕组的末端联结：将三相绕组的末端U2、V2、W2连接在一起，成为一个公共端点（称为中性点），用连接在一起，成为一个公共端点（称为中性点），用“N”表示；从中性点引出的一表示；从中性点引出的一根输电线叫做中性线，简称中线；由于中线通常与大地相接（大地的电位为零），所根输电线叫做中性线，简称中线；由于中线通常与大地相接（大地的电位为零），所以又把接大地的中性点称为零点，把接地的中性线称为零线。再由三个绕组的始端以又把接大地的中性点称为零点，把接地的中性线称
5、为零线。再由三个绕组的始端U1、V1、W1分别引出一根输电线，称为端线或相线（俗称火线）。这种由三根相分别引出一根输电线，称为端线或相线（俗称火线）。这种由三根相线和一根中线组成的供电体系称为三相四线。线和一根中线组成的供电体系称为三相四线。三相四线制供电三相四线制供电 第二节第二节 对称三相交流电路的计算对称三相交流电路的计算 一、对称三相负载的星形联结一、对称三相负载的星形联结 接在三相电源上的负载统称为三相负载。通常把三相负载中各相负载的电阻、电抗相等接在三相电源上的负载统称为三相负载。通常把三相负载中各相负载的电阻、电抗相等 且性质相同的三相负载称为对称三相负载且性质相同的三相负载称为
6、对称三相负载.如三相电动机、大功率三相电路等。如三相电动机、大功率三相电路等。1.对称对称三相三相负载负载的星形（的星形（Y）联结联结 对称三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之间的接法称为对称三相负载的星形对称三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之间的接法称为对称三相负载的星形联结。如图所示：联结。如图所示：在对称三相负载联结中，每相负载两端的电压称为负载的相电压，流过每相负载的电流称为在对称三相负载联结中，每相负载两端的电压称为负载的相电压，流过每相负载的电流称为负载的相电流。流过相线的电流称为线电流，相线与相线之间的电压称为线电压。负载的相电流。流过相线的电流称为线电流，相线与相
7、线之间的电压称为线电压。一、对称三相负载的星形联结一、对称三相负载的星形联结 三相负载星形三相负载星形联结联结时，得到如下结论：数量关系上线电压等于时，得到如下结论：数量关系上线电压等于 倍的相电倍的相电压，相位关系上线电压超前对应的相电压压，相位关系上线电压超前对应的相电压3030；线电流与相电流在数量关系和；线电流与相电流在数量关系和相位关系完全相等。对称三相负载的星形联结中，由于各项负载对称，所以流相位关系完全相等。对称三相负载的星形联结中，由于各项负载对称，所以流过三相的电流也对称，大小相等，其矢量和为零。电压矢量如图所示：过三相的电流也对称，大小相等，其矢量和为零。电压矢量如图所示：
8、3星形（星形（Y）联结的电压矢量图）联结的电压矢量图二、对称三相负载的三角形联结二、对称三相负载的三角形联结2.对称三相负载的三角形（）联结对称三相负载的三角形（）联结 把对称三相负载分别接在三相电源每两根相线之间的接法称为对称三相负载的三角形联把对称三相负载分别接在三相电源每两根相线之间的接法称为对称三相负载的三角形联结（常用结（常用“”标记），如图所示：标记），如图所示：三相负载的三角形（）联结三相负载的三角形（）联结二、对称三相负载的三角形（）联结二、对称三相负载的三角形（）联结 在对称三相负载三角形联结中，由于各相负载是接在两根相线之间，在对称三相负载三角形联结中，由于各相负载是接在两
9、根相线之间，因此，负载的相电压即为电源的线电压。负载的相电流和线电流均为三相因此，负载的相电压即为电源的线电压。负载的相电流和线电流均为三相对称电流。在数值上线电流为相电流的对称电流。在数值上线电流为相电流的 倍，在相位上线电流比与它相倍，在相位上线电流比与它相对应的相电流滞后对应的相电流滞后3030。对称三相负载三角形联结的电流矢量图如图所示：。对称三相负载三角形联结的电流矢量图如图所示：3三角形（）联结的电流矢量图三角形（）联结的电流矢量图 三、星形联结与三角形联结的关系三、星形联结与三角形联结的关系 在我国低压三相配电系统中，线电压大多是在我国低压三相配电系统中，线电压大多是380V，若
10、对称三，若对称三相负载各相负载的额定电压为相负载各相负载的额定电压为220V时，则应作星形联结；若各相时，则应作星形联结；若各相负载的额定电压为负载的额定电压为380V时，则应作三角时，则应作三角 形联结。如把应作星形联形联结。如把应作星形联结的误接成三角形时，则每相负载承受的电压就为额定电压的倍，结的误接成三角形时，则每相负载承受的电压就为额定电压的倍，此时会烧毁电动机；反之如把应作三角形此时会烧毁电动机；反之如把应作三角形联结的三相电动机误接联结的三相电动机误接成星形，则每相绕组所承受的电压仅为额定电压的成星形，则每相绕组所承受的电压仅为额定电压的1 倍，在额定倍，在额定负载时，电动机将因
11、电磁转矩减小而不能起动以引起堵转，也会烧负载时，电动机将因电磁转矩减小而不能起动以引起堵转，也会烧毁电动机。毁电动机。在同一个对称三相电源的作用下，相同对称负载作星形联结时在同一个对称三相电源的作用下，相同对称负载作星形联结时的线电流是作三角形联结时线电流的的线电流是作三角形联结时线电流的13倍。因此，在生产实际中，倍。因此，在生产实际中，常对采用三角形接法的三相异步电动机，在启动时采用星形接法，常对采用三角形接法的三相异步电动机，在启动时采用星形接法，以减小启动时过大的电流，启动后再切换成三角形接法，使电动机以减小启动时过大的电流，启动后再切换成三角形接法，使电动机正常运转。正常运转。3 第
12、三节第三节 对称三相交流电路的功率对称三相交流电路的功率一、对称三相负载有功功率的计算一、对称三相负载有功功率的计算 在三相交流电路中，三相负载消耗的总功率为各相负载消耗的功率之和。对于对在三相交流电路中，三相负载消耗的总功率为各相负载消耗的功率之和。对于对称三相负载，因为各相负载的有功功率相等，则三相负载的总功率用公式表示如称三相负载，因为各相负载的有功功率相等，则三相负载的总功率用公式表示如下：下：UUUWVUIUPPPPcos3P-P-三相负载的总有功功率，简称三相电功率；三相负载的总有功功率，简称三相电功率；U 负载的相电压；负载的相电压；I -I -负载的相电流；负载的相电流；电压相
13、与相电流之间的相位差；电压相与相电流之间的相位差；上式中：上式中：在实际工作中，测量线电流比测量相电流要方便些，因此三相功率的计算在实际工作中，测量线电流比测量相电流要方便些，因此三相功率的计算式通常用线电流、线电压来表示。计算有功功率时公式表示为：式通常用线电流、线电压来表示。计算有功功率时公式表示为：cos3线线IUP 二、对称三相负载无功功率、视在功率的计算二、对称三相负载无功功率、视在功率的计算 1.对称三相负载的无功功率的计算公式为：对称三相负载的无功功率的计算公式为：sin3sin3相相线线IUIUQ相相线线IUIUS332.对称三相负载的视在功率的计算公式为：对称三相负载的视在功率的计算公式为：三、三、有功功率、无功功率、视在功率之间关系符合：有功功率、无功功率、视在功率之间关系符合：无论对称三相负载作星形联结还是作三角形联结，有功功率、无功功率、视在无论对称三相负载作星形联结还是作三角形联结，有功功率、无功功率、视在功率之间关系符合：功率之间关系符合：22QPS
