电工学第三章三相电路

B
iA iN iB RC
RA
N
RB
iC
N I A I B I C 0 I
一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作
的叫做三相负载 ,如果每相负载的阻抗值和阻抗
角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。
另一类是只需接单相电源的负载，它们可
以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或 线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载， 但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对 称负载。如照明灯。
二、三相电源的连接
1、星形联结 把三相绕组的尾端 XYZ 接成一点。 而把首端 A、B、C 作为与外电路相联接的端点。 这种 联接方式称为电源的星形联结。
中性点 U A 或零点
+
–
N
– U C
+
– + U B
+ U A – – – U B +
+
U AB
–
A 相线（火线）
相电 压
一、三相对称正弦电动势
1.三相交流发电机主要组成部分： 电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。 A B C 磁极 （是转动的，亦称转子） A
Y
– + S
Z
n
+
B
绕 组
A
X
X Y Z
三相绕组
单相绕组
N
C
铁 心
+
+ X
三相绕组的三相电动势 幅值相等, 频率相同, 彼 此之间相位相差120°。
U C
+
– + U BC + –
U CA
线电 压 N 中性线或零线
B
C
AN U A U BN U B U CN U C U
目前，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。
各线电压与相电压之间的关系为:
AB U A U B U BC U B U C U CA U C U A U
一、负载的星形联结
三 相 对 称 电 源
+
N
iA
iN iB ZC
A为参考正弦量 设U 则有 U A U A 0
ZA
N
B U B 120 U
– – –
+ +
ZB
C UC 120 U
iC
UC
•
三相交流 电动机 IC
• •
A U A B I I ZA ZB C U C N I A I B I C 0 I I ZC
eA Em sin t eB Em sin( t 120 ) eC Em sin( t 240 ) Em sin( t 120 )
A
+ e – + u –
设每相每相电压的有效值为UP X uA 2U P sin t ue uB 2U P sin( t 120 ) uC 2U P sin( t 240 ) 2U P sin( t 120 )
解： （1）每个灯工作时电阻
U 2 N 220 2 R 484 PN 100 484 R 8.07 60个灯总电阻 P 60 220 各相电流 I P A 27.26A 8.07 0 C 27.26 120 0 A I A 27.26 0 A I 27.26 120 0 A I
例3-1 某三层教学大楼由三相四线制电网供电，电源电压对称， 线电压UL=380 V ，每层安装220V、100W 白炽灯60个。
（1）计算灯全部接入时各相线及中线的电流，画相量图； （2）计算灯部分接入时（A相接60个，B相40个，C相20个） 各相线及中线的电流，画相量图；
（3）中线接通及断开情况下， A相全部关闭，B相接40个，C相20 个，计算各相的电压、电流及中线电流（以A相电压为参考相量）
2. 三角形联结
U 发电机三相绕组 C
–
+
U A
依次首尾相联，引 + 出三条线，称为三 – + UB 角形联结。
U l Up
–
U AB
+
–
U CA
A B
C
U BC
– +
–
+
AB U A U BC U B U
CA U C U
3-2 三相负载的连接
UC
•
AB U
30o •
CA U
30o
UA
线电压的有效值用 U L 表示, • UB 相电压的有效值用Up表示。 由相量图可知它们的关系为:
30o
U L 3 Up
BC U
三相电源各电压间的相量关系
AB 3U A30o U o o U BC 3UB 30 U CA 3UC30
第3章 三相电路
3-1 三相电源 3-2 三相负载的连接
3-3 三相负载的功率 本章小结
3-1 三相电源
一、三相对称正弦电动势 二、三相电源的连接
引言
三相电源就是频率、幅值相同而相位互差120o 的 三个电压源，称为对称三相电源。
三相制供电比单相制供电优越 在发电方面：三相交流发电机比相同尺寸的单相 交流发电机容量大。 在输电方面：如果以同样电压将同样大小的功率 输送到同样距离，三相输电线比单相输电线节省材料。 在用电设备方面：三相交流电动机比单相电动机 结构简单、体积小、运行特性好等等。 因而三相制是目前大多数电力系统的主要供电方 式。
每相负载中 的电流为:
中性线中的电流为: N I A I B I C I • IB B 若负载对称，即 U
•
UA
•
IA UB 对称负载相量图 对称负载可以去掉中线。
对称负载 星形联结 的三相三 线制电路
如果三相负载对称, 中线中无电流, 故可将中线除 去, 而成为三相三线制系统。 如果三相负载不对称, 中线上就有电流IN通过, 此时 中线是不能被除去的, 否则电气设备不能正常工作。
2、相量形式
A U
B UP U
C UP U
UC 120°
•
0o
120o
120
o
120°
•
UA 120°
•
UB
三相电压相量图
3、正弦量的相序
Um uA uB
uC
三相交流电 在相位上的
0
–Um 2
t
先后次序称
为相序。
上述的三相电源的相序为A→B→C。在电力 系统中一般用黄、绿、红 区别A、B、C 三相。