1、l重点重点 1.1.三相电路的基本概念三相电路的基本概念 2.2.对称三相电路的分析对称三相电路的分析 3.3.不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念 4.4.三相电路的功率三相电路的功率返 回第第1212章章 三相电路三相电路 三相电路由三相电源、三相电路由三相电源、三相负载和三相输电三相负载和三相输电线路三部分组成。线路三部分组成。12.1 12.1 三相电路三相电路下 页上 页返 回1.1.对称三相电源的产生对称三相电源的产生三相电源通常由三三相电源通常由三相同步发电机产生，三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差相绕组在空间互差120，当转子以均匀角速度当转子以均匀角速度转动时，在三相
2、绕组中转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形产生感应电压，从而形成对称三相电源。成对称三相电源。三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图 三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差此相差1200的正弦电源。的正弦电源。NSIAZBXCY下 页上 页返 回瞬时值表达式瞬时值表达式)120cos(2)()120cos(2)(cos2)(oCoBAtUtutUtutUtu波形图波形图A、B、C 三端称为始端三端称为始端，X、Y、Z 三端称为末端三端称为末端。u tuAuBuCoA+XuAB+YuBC+ZuC下 页上 页返 回相量表示相量表示 120120
3、0oCoBoAUUUUUUAUCUBU120120120对称三相电源的特点对称三相电源的特点00 CBACBAUUUuuuBAUU下 页上 页返 回相量代数和为相量代数和为0瞬时值代数和为瞬时值代数和为02.2.三相电源的联接三相电源的联接 将三相绕组的三个末端将三相绕组的三个末端X,Y,Z 接在一起，这一连接接在一起，这一连接的点称为的点称为Y联接对称三相电源的中性点，用联接对称三相电源的中性点，用N表示。表示。从中从中性点引出的导线称为中性线或性点引出的导线称为中性线或零线零线。从始端。从始端A,B,C引出引出的三根导线称为相线或端线，俗称的三根导线称为相线或端线，俗称火线火线。（1 1）
4、星形联接）星形联接(Y联接联接)+ANX+BY+CZAUBUCU+ABCNAUBUCU-下 页上 页返 回+ANX+BY+CZAUBUCUBAUBCUCAUAIBICI下 页上 页返 回 每相始端与末端间的电每相始端与末端间的电压，也即相线与中性线之间压，也即相线与中性线之间的电压称为的电压称为相电压相电压，其有效，其有效值用值用U UA AU UB BU UC C或一般地用或一般地用U Up p表示。表示。相电压参考方向，选定相电压参考方向，选定子始端指向末端。子始端指向末端。任意两始端之间的电压，也即两相线之间的电压称为任意两始端之间的电压，也即两相线之间的电压称为线电压线电压，其有效值用
5、，其有效值用U UABABU UBCBCU UCACA或一般地用或一般地用Ul表示。表示。（2 2）三角形联接）三角形联接(联联接接)三相电源的始末端依次连接成一个回路，再三相电源的始末端依次连接成一个回路，再从三个端子从三个端子ABC引出端线。三角形联接引出端线。三角形联接的对称三相电源没有中点。的对称三相电源没有中点。注意+AXBYCZAUBUCU+X+CYZABCBUCUAU下 页上 页返 回3.3.三相负载及其联接三相负载及其联接(1)星形联接星形联接CBAZZZ 当当称三相对称负载称三相对称负载 三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分称为一相
6、负载，三相负载也有二种联接方式。称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。ABCNZAZCZBABCNZAZCZB下 页上 页返 回(2)三角形联接三角形联接ABCZBCZCAZABABCZBCZCAZABCABCABZZZ 当当称三相对称负载称三相对称负载下 页上 页返 回ABCZBCZCAZABABCNZAZCZB负载的相电压：每相负载上的电压。负载的相电压：每相负载上的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。,NCNBNAUUU,ACCBBAUUU,ACCBBAUUU线电流：流过端线的电流。线电流：流过端线的电流。CBAIII,相电流：流过每相负载的电流。相电
7、流：流过每相负载的电流。cabcabcbaIIIIII,NBU+-ACU+-AIAIaIabI 下 页上 页返 回4.4.三相电路三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：组成：电源电源YY负载负载电源电源Y负载负载当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。注意下 页上 页返 回三相四线制三相四线制YYYZZZN+AN+B+CAUBUCUZZZ+A+B+CAUBU三相三线制三相三线制下 页上 页返 回连接方式连接方式连接方式
8、连接方式Y对对Y联联接的接的对称三相电源对称三相电源线电压相位领先对应相电压线电压相位领先对应相电压30o。(1)33lpUU线电压电压 大大小小等等于于相相的的倍倍,即即下 页上 页返 回（2）Y联接时，线电流等于相电流。联接时，线电流等于相电流。对对联联接的接的对称三相电源对称三相电源（1 1）线电压等于对应的相电压线电压等于对应的相电压(2)33.lpII线电电流流大大小小等等于于相相流流的的倍倍,即即线电线电流流相位相位滞后滞后对应相电对应相电流流30o。12.2 12.2 线电压线电压(电流电流)与相电压与相电压(电流电流)的关系的关系(1)将所有三相电源、负载都化为等值将所有三相电
9、源、负载都化为等值YY接电路；接电路；(2)连接负载和电源中点，中线上若有阻抗可不计；连接负载和电源中点，中线上若有阻抗可不计；(3)画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：(4)根据根据接、接、Y接时接时线量、相量之间的关系，求线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。出原电路的电流电压。(5)由对称性，得出其它两相的电压、电流。由对称性，得出其它两相的电压、电流。12.3 12.3 对称三相电路的一般计算方法对称三相电路的一般计算方法:一相电路中的电压为一相电路中的电压为Y接时的相电压。接时的相电压。一相电路中的电流为线电流。一相电路中的电流为线电
10、流。小结下 页上 页返 回例例2 一对称三相负载分别接成一对称三相负载分别接成Y和和型。分别求线型。分别求线电流。电流。解解 ZUIANAYZUZUIANANA33/Y3 II YAIABCZZZAIABCZZZ下 页上 页返 回例例3 对称三相电路，电源线电压为对称三相电路，电源线电压为380V，|Z1|=10，cos1=0.6(感性感性)，Z2=j50，ZN=1+j2。求：线电流、相电流，画出相量图求：线电流、相电流，画出相量图(以以A相为例相为例)。解解 V 03380 V0220 oABoANUU设设画出一相计算图画出一相计算图+_Z1ANUAIAIAI 32Z+_+NACBZ1Z2Z
11、NNAIAI AIANU下 页上 页返 回350j318 j61.53101.53,6.0cos22111ZZZA6.17j13.2A13.532213.53100220ooo1ANAZUIj13.2A3/50j0220 o2ANAZUIA4.189.13 oAAAIII根据对称性，得根据对称性，得B、C相的线电流、相电流：相的线电流、相电流：A6.1019.13A4.1389.13oCoBII+_Z1ANUAIAIAI 32Z下 页上 页返 回由此可以画出相量图：由此可以画出相量图：A9.6622 A1.17322 A1.5322 :oCoBoAIII第一组负载的三相电流第一组负载的三相电流
12、A12013.2 A013.2 A12013.230 31 oCA2oBC2ooAAB2IIII:第二组负载的相电流第二组负载的相电流30o53.1o18.4oAIAI AIAB2IABUANU下 页上 页返 回电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称电源不对称（不对称程度小，系统保证其对称)。电路参数电路参数(负载负载)不对称情况很多。不对称情况很多。电源对称，负载不对称电源对称，负载不对称(低压电力网低压电力网)。分析方法分析方法不对称不对称复杂交流电路分析方法。复杂交流电路分析方法。主要了解：中性点位移。主要了解：中性点位移。12.4 12.4 不对称三相电路的概念不对称三相电路的概念
13、讨论对象讨论对象下 页上 页返 回要消除或减少中点的位移，尽量减少中线阻抗，要消除或减少中点的位移，尽量减少中线阻抗，然而从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，然而从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。应适当调整负载，使其接近对称情况。结论负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，中线中有电流，各相电压、电流不存在对称关中线中有电流，各相电压、电流不存在对称关系；系；中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，中线不装保险，并且中线较粗。一是减少损耗，二是加强强度二是加强强度(中线一旦断了，负载不能正常中线一旦断了，负载
14、不能正常工作工作)。下 页上 页返 回1.1.对称三相电路功率的计算对称三相电路功率的计算12.5 12.5 三相电路的功率三相电路的功率 平均功率平均功率下 页上 页返 回三相负载吸收的平均功率等于各相负载吸收的三相负载吸收的平均功率等于各相负载吸收的平均功率之和。即平均功率之和。即三相总功率三相总功率：ABCAAABBBCCCppPPU I COSU I COSU I COS式中式中,ABC分别为分别为A，B，C三相的相电三相的相电压和相电流的相位差压和相电流的相位差下 页上 页返 回若三相电路对称，则有若三相电路对称，则有ABCPABCPABCUUUUIIII所以所以三相总功率三相总功率
15、：P=3Pp=3UpIpcos Y:3,lplpUUII当负载 连接接ABCZZZ下 页上 页返 回:,3lplpUUII当负载 连接接(1)为相电压与相电流的相位差为相电压与相电流的相位差(阻抗角阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。不要误以为是线电压与线电流的相位差。(2)cos为每相的功率因数，在对称三相制中有为每相的功率因数，在对称三相制中有 cos A=cos B=cos C=cos 。(3)公式计算电源发出的功率公式计算电源发出的功率(或负载吸收的或负载吸收的 功率功率)。ABCZZZ注意下 页上 页返 回无功功率无功功率Q=QA+QB+QC=3QpIUIUQllppsin
16、3sin3 视在功率视在功率2）这里的，这里的，P、Q、S 都是指三相总和。都是指三相总和。1）功率因数也可定义为：功率因数也可定义为：cos =P/S 注意3）不对称时不对称时 无意义无意义下 页上 页返 回复功率复功率下 页上 页返 回*jABCA AB BC CSSSSU I U IU IPQ 对称三相负载的瞬时功率对称三相负载的瞬时功率)cos(2 cos2 AAtIitUu设设)2(cos cos )(os cos2 AAAtUItctUIiup 则则)240 2(cos cos)240 2(cos cosoCCCoBBBtUIUIiuptUIUIiupUIppppcos3CBA下
17、页上 页返 回单相：瞬时功率脉动单相：瞬时功率脉动三相：瞬时功率恒定三相：瞬时功率恒定 tpo3UIcosp toUIcos电动机转矩电动机转矩:m p可以得到均衡的机械力矩。避免了机械振动。可以得到均衡的机械力矩。避免了机械振动。下 页上 页返 回 可见，对称三相电路的瞬时功率是一个常量，其可见，对称三相电路的瞬时功率是一个常量，其值等于平均功率。这是对称三相电路的一个优越性值等于平均功率。这是对称三相电路的一个优越性能。习惯上把这一性能称为瞬时功率平衡。这种性能。习惯上把这一性能称为瞬时功率平衡。这种性质反映到三相发电机或三相电机的运行上，就使电质反映到三相发电机或三相电机的运行上，就使电机的转轴所受到的转矩平稳，没有震动，这也是三机的转轴所受到的转矩平稳，没有震动，这也是三相制的优点之一。相制的优点之一。但对于单相电动机来说，由于它的瞬时功率以但对于单相电动机来说，由于它的瞬时功率以两倍电源频率而脉动着，所以有不良的震动。两倍电源频率而脉动着，所以有不良的震动。下 页上 页返 回UIppppcos3CBA
