第8章 三相交流電路《電工技術(shù)》教學(xué)課件

《電工技術(shù)》?精品課件合集《電工技術(shù)》

第八章三相交流電路

8-1三相交流電源一、三相交流電動勢的產(chǎn)生在兩磁極中間，放一個線圈。讓線圈以角速度

順時針旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)右手定則，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向由U

X。合理設(shè)計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動勢。NSUX

e1.三相交流電動勢的產(chǎn)生定子中放三個線圈：U1

U2V1

V2W1

W2

首

末三線圈空間位置各差120o轉(zhuǎn)子裝有磁極并以

的速度旋轉(zhuǎn)。三個線圈中便產(chǎn)生三個單相電動勢。圖8-1-1三相發(fā)電機的原理示意圖2.對稱三相電動勢對稱三相電動勢的特征大小相等，頻率相同，相位互差120o。

（a）（b）圖8-1-2對稱三相電動勢的波形圖和相量圖3.相序三相電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化，它們達到最大值（或零值）的先后順序，叫作相序。正序

U相超前V相，V相超前W相，稱為正序（或順序）。U-V-W-U負序

U相滯后V相，V相滯后W相，稱為負序（或逆序）。U-W-V-U

二、三相交流電源的連接1.三相四線制

N點稱為中性點或中點。由各相首端引出的輸電線稱為端線（俗稱“火線”），由N點引出的輸電線稱為中性線，簡稱中線。把接地的中性點稱為零點，接地的中性線俗稱“零線”。

圖8-1-3三相電源Y形聯(lián)結(jié)時的三相四線制供電方式

若三相電源Y形聯(lián)結(jié)時無中線引出，則為三相三線制供電方式，如圖8-1-4所示。

圖8-1-4三相電源Y形聯(lián)結(jié)時的三相三線制供電方式2.線電壓與相電壓三相四線制可向負載輸送兩種電壓

(1)定義端線與端線之間的電壓，稱為線電壓UL端線與中線之間的電壓，即每相電源的電壓，稱為相電壓UP(2)線、相電壓的特點與關(guān)系由相量圖知：三個相電壓與線電壓均大小相等，頻率相同，在相位上相差120

，即三個線、相電壓均為對稱三相電壓。線電壓在相位上超前相應(yīng)的相電壓30

線電壓的大小可利用幾何關(guān)系求得：可見，線電壓的大小是相電壓的倍兩端線之間的線電壓應(yīng)該是兩個相應(yīng)的相電壓之差，即圖8-1-5三相四線制線電壓與相電壓的相量圖

綜上所述：對稱三相電源提供的線、相電壓均是對稱三相電壓。在數(shù)值上，線電壓是相電壓的倍。在相位上，線電壓超前相應(yīng)的相電壓30

。8-2三相負載的聯(lián)結(jié)三相電源上連接的負載稱三相負載。若每相負載的阻抗完全相同，稱作對稱三相負載。若每相負載的阻抗不同，稱作不對稱三相負載。在三相電路中，負載有Y形（星形）和△形（三角形）兩種聯(lián)結(jié)方式。一、三相負載的Y形聯(lián)結(jié)1.連接方式（a）對稱三相負載（b）不對稱三相負載圖8-2-1三相負載的星形連接（1）每相負載兩端的電壓稱負載的相電壓，簡稱相電壓，用UYP

表示。

負載的相電壓等于電源的相電壓，即UYP＝UP（2）三相負載的線電壓就是電源的線電壓，即

UYL＝UL

負載的線電壓與相電壓的數(shù)量關(guān)系為

UYL＝UYP（3）流過每相負載的電流叫作相電流，以IYP表示；流過端線的電流叫作線電流，以IYL表示。在三相負載的Y0聯(lián)結(jié)中，各相電流等于各線電流，即

IYP＝IYL

（4）流過中線的電流叫作中線電流，以IN表示。2.三相負載對稱

當(dāng)對稱三相負載作Y形聯(lián)結(jié)時：（1）負載的線、相電壓即為對稱三相電源提供的線、相電壓，所以它們均是對稱三相電壓。在相位上，線電壓超前相應(yīng)的相電壓30

；在數(shù)值上，線電壓是相電壓的倍，即UYL＝UYP

（2）負載的線、相電流均是對稱三相電流，且線電流＝相電流，即

IYP＝IYL在對稱三相電壓作用下：

IYP＝IU＝IV＝IW

每相電流間的相位差120

根據(jù)圖8-2-2（a）可知：中線電流為零，即IN＝0此時取消中線也不影響電路的工作，三相四線制就變成三相三線制。

圖8-2-2(a)3.三相負載不對稱圖8-2-2（b）表明：三相負載不對稱時的中線電流不為零。中線能平衡各相電壓，保證三相負載成為三個互不影響的獨立電路，此時各相負載電壓等于電源的相電壓，不會因負載變動而變動。當(dāng)中線斷開后，各相電壓不再相等。經(jīng)計算及測量證明，阻抗較小的相電壓低，阻抗大的相電壓高，這可能燒壞接在相電壓升高的這相中的電器。在三相負載不對稱的低壓供電系統(tǒng)中，不允許在中線上安裝熔斷器或開關(guān)，以免中線斷開引起事故。圖8-2-2(b)例8-2-1已知加在作Y形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機（可看成是對稱三相負載）上的對稱線電壓為380

V，電動機每相繞組的電阻為6

，感抗為8

，電動機工作在額定狀態(tài)下。求此時流入電動機每相繞組的電流及各端線的電流。

解：由于電源電壓對稱，各相負載對稱，則各相電流相等，各線電流也相等。負載作Y形聯(lián)結(jié)時，有每一相的阻抗

（

）

則相電流與線電流為IYP＝IYL＝

（A）二、對稱三相負載△形聯(lián)結(jié)1.連接方式負載的相電壓就是線電壓，即每相負載的電流應(yīng)相等，即IUV＝IVW＝IWU＝IP＝

圖8-2-3三相負載作△形聯(lián)結(jié)

線電流與相電流的關(guān)系

圖8-2-4對稱三相負載△形

聯(lián)結(jié)時的電壓、電流相量圖由圖8-2-4所示電壓、電流相量圖可證明，當(dāng)對稱三相負載作△形聯(lián)結(jié)時，線電流在相位上總是滯后與之對應(yīng)的相電流30

，在數(shù)值上線電流是相電流的倍。

由以上討論可知，對稱三相負載作△形聯(lián)結(jié)時：（1）負載的線、相電壓均為對稱三相電壓（即三個電壓大小相等、頻率相同、相位互差120

），且在數(shù)值上，線電壓＝相電壓，即（2）線、相電流也是對稱的三相電流。在相位上，線電流滯后對應(yīng)的相電流30

；在數(shù)值上，線電流是相電流的倍，即例8-2-2三相交流電動機的定子繞組可看成是對稱三相負載，正常運行時為△形聯(lián)結(jié)的電動機常采用Y形聯(lián)結(jié)啟動，以達到降低啟動電流的目的。若三相交流電動機每相繞組的阻抗Z＝10

，電源線電壓UL＝380

V，試比較在Y形、△形兩種聯(lián)結(jié)方式中，負載的相電流與線電流。解：（1）當(dāng)繞組作Y形聯(lián)結(jié)時，相電壓UYP＝（V）

相電流等于線電流，即IYP＝IYL＝（A）（2）當(dāng)繞組作△形聯(lián)結(jié)時，相電壓等于線電壓，即＝380（V）相電流（A）線電流＝×38=65.8（A）8-3三相電路的功率

在三相電路中總有功功率等于各相有功功率之和。總無功功率等于各相無功功率之和?？傄曉诠β实扔诟飨嘁曉诠β手?。

1.三相電路的總有功功率

當(dāng)負載對稱時，每相的有功功率是相等

P＝PU＋PV＋PW

＝3PP＝3UPIPcos

當(dāng)對稱負載是Y形聯(lián)結(jié)時，有UL＝UP

，IL＝IP當(dāng)對稱負載是△形聯(lián)結(jié)時，有UL＝UP，IL＝IP可見，不論對稱負載是Y形聯(lián)結(jié)還是△形聯(lián)結(jié)，都有2.對稱三相電路無功功率和視在功率同理

＝

例8-3-1三相異步電動機在線電壓為380

V的情況下以△形聯(lián)結(jié)的形式運轉(zhuǎn)，當(dāng)電動機耗用電功率為6.55

kW時，它的功率因數(shù)為0.79，求電動機的相電流和線電流。解：由于三相異步電動機以△形聯(lián)結(jié)的形式運轉(zhuǎn)，

UP＝UL＝380

V。又因為三相異步電動機屬于三相對稱負載，故P＝ULILcos＝3UPIPcos相電流（A）

線電流（A）本章小結(jié)一、三相交流電源1.三個頻率相同、有效值相等、相位依次互差120

的正弦交流電源稱為“對稱三相電源”。由對稱三相電源供電的電路稱為“三相交流電路”。本章小結(jié)一、三相交流電源1.三個頻率相同、有效值相等、相位依次互差120

的正弦交流電源稱為“對稱三相電源”。由對稱三相電源供電的電路稱為“三相交流電路”。2.三相供電線路可為負載提供線、相兩種電壓。

相電壓（UP）——指端線與中性線（零線）間的電壓。線電壓（UL）——指端線與端線間的電壓。本章小結(jié)一、三相交流電源1.三個頻率相同、有效值相等、相位依次互差120

的正弦交流電源稱為“對稱三相電源”。由對稱三相電源供電的電路稱為“三相交流電路”。2.三相供電線路可為負載提供線、相兩種電壓。

相電壓（UP）——指端線與中性線（零線）間的電壓。線電壓（UL）——指端線與端線間的電壓。3.相、線電壓均為對稱三相電壓，即三個電壓均大小相等、頻率相同、相位互差120

。本章小結(jié)一、三相交流電源1.三個頻率相同、有效值相等、相位依次互差120

的正弦交流電源稱為“對稱三相電源”。由對稱三相電源供電的電路稱為“三相交流電路”。2.三相供電線路可為負載提供線、相兩種電壓。

相電壓（UP）——指端線與中性線（零線）間的電壓。線電壓（UL）——指端線與端線間的電壓。3.相、線電壓均為對稱三相電壓，即三個電壓均大小相等、頻率相同、相位互差120

。4.線電壓的大小是相電壓倍（即UL＝UP），線電壓超前相應(yīng)的相電壓30

。本章小結(jié)一、三相交流電源1.三個頻率相同、有效值相等、相位依次互差120

的正弦交流電源稱為“對稱三相電源”。由對稱三相電源供電的電路稱為“三相交流電路”。2.三相供電線路可為負載提供線、相兩種電壓。

相電壓（UP）——指端線與中性線（零線）間的電壓。線電壓（UL）——指端線與端線間的電壓。3.相、線電壓均為對稱三相電壓，即三個電壓均大小相等、頻率相同、相位互差120

。4.線電壓的大小是相電壓倍（即UL＝UP），線電壓超前相應(yīng)的相電壓30

。二、對稱三相負載的Y形與△形聯(lián)結(jié)1.對稱三相負載的電壓與電流相電壓（UYP、）----負載兩端的電壓。線電壓（UYL、）連接負載的兩根端線間的電壓，即電源線電壓。相電流（IYP、）-----流經(jīng)負載的電流。線電流（IYL、）流過與負載相連的三根端線的電流。三相對稱負載的形與△形聯(lián)結(jié)時的各量關(guān)系

聯(lián)結(jié)方式線、相電壓關(guān)系線、相電流關(guān)系相電壓與相電流關(guān)系Y形UYL＝UYPUYL＝UL

UYP=UPIYL＝IYPIP＝UP/Z

△形U△L＝U△P=ULI△L＝