三相交流电的基本概念和三相负载的连接方式
第3章三相电路
波形图和相量图如图3-3所示。相电压对称。
u
uU
uV
uW ωt
UW
1200
1200
0
π
2π
1200
UU
UV
(a)相电压的波形图 (b)相量图
图3-3三相电源相电压的波形图和相量图
电源任意两根端线之间的电压称为线电 压，用uUV、uVW、uWU 表示，如图3-4所 示。 U1 L
1
uU
W2
你可要记 住了！
I L 3I P
（3-16）
线电流落后相应的相电流300的相位角。
例2 三相对称负载，每相R=6Ω,XL=8 Ω,接到UL=380V
§ 3.2
三相负载的联接
负载有单相负载与三相负载之分。对于 单相负载，应根据其额定电压接入电路。 若负载所需的电压是电源的相电压，应将 负载接到端线与中线之间。如图3-8(a)
U V W N
ZU
ZV 图3-8 (a)
ZW
若负载所需的电压是电源的线电压，应将 负载接到端线与端线之间。如图3-8(b)
UP=UL
很好记吧！
Hale Waihona Puke 思考题１．对称三相电源星形连接时，Ｕl= 3 Up ,线电压 的相位超前于它所对应相电压的相位 300 。
２．正序对称三相星形连接电源，若 UVW 380300V , 380/1500V， U U 220/1200 V， 220/-1200 V。 则 U UV UW
§3.1 三相交流电源
一、 概念
由三个幅值相等、频率相同、相位互差 120o的单相交流电动势按一定方式连接起来 所构成的电源称为三相交流电源。由三相电 源构成的电路称为三相交流电路。 三相交流电源一般来自三相交流发电机或 变压器副边的三相绕组。三相交流发电机的 基本原理如图3-1所示
§3-2 三相电源和负载的连接-OK
U P = 220 V 、 l = 380 V U
12
三相电路的基本概念—复习 三相电路的基本概念 复习
1、相线（火线、端线）： 相线（火线、端线）： 个电压源正极性端子A、 、 向外引出的 从3 个电压源正极性端子 、B、C向外引出的 导线。 导线。 中线（零线）： 2、中线（零线）： 从中（ 引出的导线。 从中（性）点N引出的导线。 引出的导线 3、线电压： 线电压： 火线之间的电压。 火线之间的电压。 4、相电压 电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。 电源每一相的电压，或负载阻抗的电压。 5、线电流 火（或端）线中的电流。 或端）线中的电流。 6、相电流 各相电源中的电流或负载阻抗的电流。 各相电源中的电流或负载阻抗的电流。 13
P71） 3、三相电源星形(Y)接法的电流 （P71） 三相电源星形(Y)接法的电流 星形(Y)接法的
线电流： 线电流：iU、iV、iW 参考方向规定为： 参考方向规定为： 电源端指向负载端。 电源端指向负载端。 相电流 电源相电流参考方 向规定为： 向规定为：末端指 向始端。 向始端。
三相电源的星形连接
& UBN
& U AN
7
线电压：火线间的电压。 P70） 线电压：火线间的电压。（P70）
A
u AB uBC uCA
uAB
N B
uBC uCA
C
& & & U AB = U AN − U BN & & & U BC = U BN − U CN & & & U CA = U CN − U AN
注意规定的 正方向
三相电的应用
中国 ·四川
Sichuan, China
谢谢！
中国 ·四川
Sichuan, China
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三、三相电的产生与应用
三相电在交流电路中的应用大体可分为两类： 一类是接在需要三相电源上才能正常工作的三相负载,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，GT铸锭炉。 另一类是接入只需单相电源的负载，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
功率验证：
由I线＝3800A，可得I相＝3800 / 3 =2194A 则每个电阻的电流IR＝2194/2＝1097A 每个电阻的阻值：R＝25V／1 097A=0．0228 欧
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三相电在பைடு நூலகம்VA铸锭炉中的连接方式：
U12＝38V U23＝38V U13＝55V
I1＝2111A I2＝2111A I3＝2186A 中国 ·四川
P1＝80KvA P2＝80KvA P3＝120KvA Sichuan, China
为什么选用三相电：
一、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。 二、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。 三、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。因而三相制是目前世界各 国的主要供电方式。我国的三相电线电压是采用380V。
三相电及应用
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一、三相电简介
二、连接方式
三、三相电的应用
中国 ·四川
三相交流电路实验总结
三相交流电路实验总结是工业中常用的一种电路形式，它由三个交流电源组成，每个电源的相位角相差120度。
这种电路可以提供更稳定的电压和功率，因此被广泛应用于发电厂、变电站等场所。
在进行实验时，我们需要了解电路的基本结构、工作原理以及常见问题的解决方法，以使实验能够顺利进行并取得准确的结果。
一、的基本结构和工作原理由三个相位角相差120度的电源组成，每个电源可以看作一个单独的交流电路。
这三个单相交流电路通过连接在一起的负载形成一个整体电路。
的基本结构包括三个电源、三个负载和连接这些元件的导线。
的工作原理是通过交变电压的周期性变化来实现电能的传输。
每个电源的电压随时间呈正弦波形，且相位依次相差120度。
这样，当一个电源电压达到最大值时，其他两个电源的电压可能正处于上升或下降的过程中。
通过这种交替的方式，实现了电能的连续传输。
二、实验中常见的问题及解决方法在进行实验时，可能会遇到一些常见的问题，例如电压不稳定、电流过载等。
以下是一些可能的问题及其解决方法：1. 电压不稳定：可能是由于电源电压不稳定，或者负载电流变化较大导致的。
解决方法是使用稳压器来稳定电源电压，或者调整负载的电流。
2. 电流过载：负载电流超过了电路的额定电流，导致电路运行不稳定。
解决方法是检查负载的额定电流，并适当调整负载的大小。
3. 电路短路：电路中出现电源短路或负载短路导致电流过大。
解决方法是检查电路连接是否正确，并修复短路的部分。
4. 功率损耗：电路中存在功率损耗，导致效率低下。
解决方法是使用低功率损耗的材料，或改进电路的设计。
三、实验中的关键步骤和注意事项在进行实验时，有一些关键的步骤和注意事项需要注意，以确保实验的准确性和安全性。
1. 确定实验安排：确定实验所需的电源、负载和其他实验器材，并安排它们的正确连接。
2. 测量电压和电流：使用合适的测量仪器测量电路中的电压和电流值，以获得准确的实验结果。
3. 记录数据：及时记录实验过程中的数据和观察结果，以便后续分析和总结。
三相电路基本知识
三相电路基本知识一、概括三相电路基本知识是电力系统中至关重要的部分，涉及三相交流电的产生、传输、变换和应用。
本文旨在介绍三相电路的基本概念、原理及应用领域。
三相电路具有高效、稳定的特点，广泛应用于工业、商业和家庭等各个领域。
本文将重点介绍三相电源、三相负载、三相线路的接法、三相电路的功率计算，以及三相电路中的电压电流特性等内容，为读者提供三相电路的基本知识和理解，以便更好地应用和维护电力系统。
1. 介绍三相电路的重要性和应用领域三相电路在现代电力系统中占据着举足轻重的地位，其重要性不容忽视。
三相电路是一种能够同时传输三种频率电能的电路系统，其广泛的应用领域涵盖了工业、商业和家庭等各个方面。
了解三相电路的基本知识，对于电气工程师、电力工作者以及广大民众来说都至关重要。
三相电路的重要性体现在其高效稳定的电力传输能力上。
相较于单相电路，三相电路具有更高的输电效率和更大的容量，能够满足大规模电力负载的需求。
三相电路还能提供更为平衡和稳定的电力供应，有助于保障电力系统的整体运行安全。
三相电路的应用领域极为广泛。
在工业领域，三相电路是电动机、发电机、变压器等设备的核心驱动力量，广泛应用于各类机械设备、生产线以及自动化系统中。
在商业领域，三相电路用于照明、空调、电脑等设备，为商业活动的正常进行提供了重要支持。
在家庭领域，三相电路则为家用电器如电视、冰箱、洗衣机等提供了稳定的电力供应。
三相电路还广泛应用于电网建设、能源分配以及电力系统自动化控制等方面。
三相电路在现代电力系统中具有不可或缺的地位。
掌握三相电路的基本知识，对于理解和应用电力系统具有重要意义。
在接下来的文章中，我们将详细介绍三相电路的基本概念、工作原理以及相关的技术要点。
2. 简述三相电路的发展历程及其在现代电力系统中的地位三相电路的发展历程可以追溯到电力工业的早期阶段。
自发电机的发明以来，三相电路技术得到了不断的完善和发展。
随着工业化的进程，三相电路因其高效、稳定的特性，逐渐取代了单相电路，成为电力系统的主要组成部分。
三相交流电的基本概念和三相负载的连接方式
课题：4-1三相交流电的基本概念4-2三相负载的连接方式班级：1323级时间：3-4周课时：2节课型：新授教具:挂图及三角板教法：灵活授课法教学重点：了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接方法.教学难点：掌握三相负载的连接方法及计算.教学目的: 了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接及特点授课过程:组织教学：清点人数整顿教学秩序（1分钟）复习相关内容;(5分钟)三相发电机的绕组主要是星形接法,三相负载有星形连接和三角形连接法,进行提问：1.纯电感电路电压与电流的相位关系2.纯电感电路电压与电流的相位关系本节授课内容（170 分钟）：3-4三相交流电的基本概念一、交流发电机简介发电机的基本组成部分是磁极和线圈(线圈匝数很多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢)。
电枢转动、而磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。
磁极转动、而电枢不动，线圈依然切割磁感线，电枢中同样会产生感应电动势，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。
不论哪种发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分都叫定子。
旋转电枢式发电机，转子产生的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，就容易发生火花放电，有可能烧毁电机。
这种发电机提供的电压一般不超过500 V。
旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够提供几千伏到几十千伏的电压，输出功率可达几十万千瓦。
所以，大型发电机都是旋转磁极式的。
发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其它动力机带动的。
动力机将机械能传递给发电机，发电机把机械能转化为电能传送给外电路。
二.交流电的产生及正弦交流电的概念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=E m sin(t)第二相(V相)电动势：e2 = E m sin(t 120)第三相(W相)电动势：e3 = E m sin(t 120) 显然，有e 1 e2e3 = 0。
三相交流电路的课程设计
三相交流电路的课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握三相交流电路的基本概念、原理和分析方法，能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解三相交流电路的定义、特点和应用；（2）掌握三相电源、三相负载的连接方式及其特点；（3）熟悉三相电路的功率计算方法。
2.技能目标：（1）能够运用 Phasor 方法分析三相电路；（2）能够运用对称分量法分析三相电路中的不对称故障；（3）能够运用仪器仪表进行三相电路的实验测量和分析。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对电路学科的兴趣和好奇心；（2）培养学生勇于探索、积极思考的科学精神；（3）培养学生团队协作、沟通交流的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.三相交流电路的基本概念：三相电源、三相负载、相电压和线电压等；2.三相电路的连接方式及其特点：星形连接、三角形连接、Y-D 连接等；3.三相电路的功率计算：总有功功率、无功功率、视在功率及其计算方法；4.对称分量法：正序、负序、零序分量的概念及计算方法；5.Phasor 方法：相量图的绘制和分析方法。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解三相交流电路的基本概念、原理和分析方法；2.案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解三相电路的应用；3.实验法：安排实验环节，让学生亲自动手操作，锻炼实际操作能力；4.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作和沟通交流能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将采用以下教学资源：1.教材：《电路分析基础》、《电气工程基础》等相关教材；2.参考书：提供相关的论文、书籍、网址等参考资料；3.多媒体资料：制作课件、动画、视频等，形象生动地展示三相电路的原理和应用；4.实验设备：提供三相电源、负载、测量仪器等实验设备，让学生进行实际操作和测量。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的方式，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
三相电源、三相负载的连接方法
iC iB
: I N
Z
iCN
iBN
零线电流
I I p l
I I I I N AN BN CN
* 线电压=相电压 3
U AB
U CA U BC
U AN
U CN
, 线电压领先于相电压30°。
A Z Z
N C
Z
U BN
B
U AB 3U AN 30 U BC 3U BN 30 U 3U 30
第1章 交直流电基础知识
三相电源、 三相负载 的连接方法
1. 三相交流电的产生
•三相交流电是由三相发电机产生的。三相 发电机主要由定子和转子组成。如图
(首端) A
+ –
B
+ –
C
+
工作原理：动磁生电 A 定子 • S Y Z • • + 转子
eA eB
(尾端) X Y Z
eC
–
图2 三相绕组示意图
B
Ibc
IC
u BC
C
从上图知:线电流和相电流的关系为
IA Iab Ica
I B I bc I ab I C I ca I bc
假设该电路所接负载也是对称的，那么三个相电流
Ibc Ica 也应是大小相等、相位依次相差 I ab
L2
L3
2. 三相电源的联结：
星形接法
也就是发电机的 定子三相线圈的 连接方式
A
eA
eC
Z
X
N
Y
eB
B
C
ec
Z X Y
eC
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课题：4-1三相交流电的基本概念
4-2三相负载的连接方式
班级：1323级
时间：3-4周
课时：2节
课型：新授
教具:挂图及三角板
教法：灵活授课法
教学重点：了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接方法.
教学难点：掌握三相负载的连接方法及计算.
教学目的: 了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接及特点
授课过程:
组织教学：清点人数整顿教学秩序（1分钟）
复习相关内容;(5分钟)
三相发电机的绕组主要是星形接法,三相负载有星形连接和三角形连接法,
进行提问：
1.纯电感电路电压与电流的相位关系
2.纯电感电路电压与电流的相位关系
本节授课内容（170 分钟）：
3-4三相交流电的基本概念
一、交流发电机简介
发电机的基本组成部分是磁极和线圈(线圈匝数很多，嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢)。
电枢转动、而磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。
磁极转动、而电枢不动，线圈依然切割磁感线，电枢中同样会产生感应电动势，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。
不论哪种发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分都叫定子。
旋转电枢式发电机，转子产生的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，就容易发生火花放电，有可能烧毁电机。
这种发电机提供的电压一般不超过500 V。
旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够提供几千伏到几十千伏的电压，输出功率可达几十万千瓦。
所以，大型发电机都是旋转磁极式的。
发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其它动力机带动的。
动力机将机械能传递给发电机，发电机把机械能转化为电能传送给外电路。
二.交流电的产生及正弦交流电的概念
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=E m sin(t)
第二相(V相)电动势：e2 = E m sin(t 120)
第三相(W相)电动势：e3 = E m sin(t 120) 显然，有e 1 e2e3 = 0。
波形图与相量图如图所示。
图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。
一、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。
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，这种连接方法叫做星形(Y形)连接。
如图所示。
图三相绕组的星形接法
图相电压与线电压的相量图
三.三相四线制
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 = U P
任意两相始端之间的电压(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 = U L =3U P
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。
四.三项负载的连接方式
1、负载的星形联结
三相负载的星形联结如图所示。
图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U L都等于负载相电压U YP 的3倍，即
U L =3U YP
负载的相电流I YP等于线电流I YL，即
I YL = I YP
当三相负载对称时，即各相负载完全相同，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载来说，不必关心电源的接法，只需
关心负载的接法。
例题：在负载作Ｙ形联接的对称三相电路中，已知每相负载均为|Z |= 20
，设线电压U L = 380V ，试求：各相电流(也就是线电流) 解：在对称Ｙ形负载中，相电压V 2203L YP ≈=U U
相电流(即线电流)为
A 1120220YP YP ===Z U I 2、负载的三角形联结
负载做
形联结时只能形成三相三线制电路，如图所示。
显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压U P
都等于线电压U L ，即 U P = U L
当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电流也一定对称。
负载的相电流为
Z
U I P
P ∆∆= 线电流I L 等于相电流I P 的
3倍，即 P
L 3∆∆=I I
图三相负载的三角形联结
例题：已知每相负载均为|Z |= 50 ，设线电压U L = 380 V ，试求各相电流和线电流【例10-3】 在对称三相电路中，负载作
形联接，。
解：在
形负载中，相电压等于线电压，即U P = U L ，则相电流
A 6.750380P P ===∆∆Z U I 线电流 A 2.133P L ≈=
∆∆I I 本节小结（4分钟）：
一、三相电源
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： e 1 = E m sin(
t ) 第二相(V 相)电动势： e 2 = E m sin( t
120) 第三相(W 相)电动势： e 3 = E m sin( t
120) 三相电源中的绕组有星形(亦称Y 形)接法和三角形(亦称 形)接法两种。
二、三相负载
1. 三相负载的Y 形接法
在三相四线制电路，线电压U L 是负载相电压U YP 的
3倍，
即
YP L 3U U =
负载的相电流I YP 等于线电流I YL ，即
I YL = I YP
当三相负载对称时，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。
2．三相负载的
形接法 负载做 形联结时只能形成三相三线制电路。
显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压U P 都等于线电压U L ，即
U P = U L
当三相负载对称时，相电流和线电流也一定对称。
负载的相电流为
Z U I P
P ∆∆=
线电流I L 等于相电流I P 的3倍，即
I L =3I P
作业：课后习题电工练习册4-1,4-2
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