3、第三章三相交流电路和安全用电(环)
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三相交流电路
eC
ωt
若用相量及相量图表示，则为： 若用相量及相量图表示，则为：
& = E∠00 EA & E B = E ∠ − 120 & = E ∠ 120 0 E
C
0
满足这种关系的三 相交流量称为对称 的三相交流量。 的三相交流量。
& EC
& & EB + EC
& EA
& & & EA + EB + EC = 0
BN
& UAN(Up )
& UBN
1 0 Ul = U p cos30 2 Ul = 3U p
& −UCN U & BC
& = U −U = 3U ∠300 & U BC & BN & CN BN & = U −U = 3U ∠300 & UCA & CN & AN CN
& = 3U ∠300 & U AB AN
相电流(负载中的电流 相电流 负载中的电流) 负载中的电流
（1）负载不对称时，各相单独计算。 ）负载不对称时，各相单独计算。
& U AB = U l ∠0 0 & = U ∠ − 120 0 U BC l & = U ∠120 0 U
CA l
& = 1 U ∠ − 300 = U ∠ − 300 U AN l p 3 & = 1 U ∠ − 1500 = U ∠ −1500 U BN l p 3 & = 1 U ∠900 = U ∠900 U CN l p 3
星形联接（ ） 星形联接（Y） 三相交流电源的联接 三角形联接（ 三角形联接（△）
三相交流电路
火线间电压称为线电压。
U UV U U U V U VW U V U W U WU U W U U
U
－U
WU
U
U
30°
W
UV 30°
W
U UV
30°
U U
U－ V
－U W
U VW
由相量图可得： Ul 3U p
U UV 3U U30 3U p30
U
－U
WU
U
U
30°
W
UV 30°
U UV
I V
3Ul Il cosz IUV
30°IVW
30°IUV IU
IWU
第三节 不对称三相电路的计算
一、星形连接的三相不对称负载 *三相四线制 *一相一相计算 通过各相负载的电流：
中线电流：
二、三角形连接的三相不对称负载 各相负载的相电流及线电流： 三相负载不对称，则相电流、线电流也不对称。
视在功率： S 3Ul Il
30°
U U
U－ V
U VW 3U V30 3U p 90
－U W
U VW
U WU 3U W30
3U p150 可见，三个线电压幅值相
同，频率 相同，相位相120
三相电源的三角形连接
三角形连接：将三相 绕组的首、末端依次 相连，从3个点引出3
条火线。
Ul U p
此种接法如一相接反， 将造成严重后果。
关于零线的结论
负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电 压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都 不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称， 所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。
U UV U U U V U VW U V U W U WU U W U U
U
－U
WU
U
U
30°
W
UV 30°
W
U UV
30°
U U
U－ V
－U W
U VW
由相量图可得： Ul 3U p
U UV 3U U30 3U p30
U
－U
WU
U
U
30°
W
UV 30°
U UV
I V
3Ul Il cosz IUV
30°IVW
30°IUV IU
IWU
第三节 不对称三相电路的计算
一、星形连接的三相不对称负载 *三相四线制 *一相一相计算 通过各相负载的电流：
中线电流：
二、三角形连接的三相不对称负载 各相负载的相电流及线电流： 三相负载不对称，则相电流、线电流也不对称。
视在功率： S 3Ul Il
30°
U U
U－ V
U VW 3U V30 3U p 90
－U W
U VW
U WU 3U W30
3U p150 可见，三个线电压幅值相
同，频率 相同，相位相120
三相电源的三角形连接
三角形连接：将三相 绕组的首、末端依次 相连，从3个点引出3
条火线。
Ul U p
此种接法如一相接反， 将造成严重后果。
关于零线的结论
负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电 压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都 不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称， 所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。
三相交流电路和安全用电
三相交流电路的工作原理
三个相位差为120度的正弦波 产生旋转磁场 产生交流电
03 三相交流电路的特点
电压和电流的特点
电压特点：三个相电压具有相同幅值、频率和相位 电流特点：三相电流具有相同幅值、频率和相位
功率的特点
功率因数：三相交流电路的功率因数比单相交流电路高 功率平衡：三相交流电路中各相的功率基本平衡 功率消耗：三相交流电路的功率消耗比单相交流电路低 节能效果：三相交流电路的节能效果比单相交流电路好
三相交流电是由三 相发电机产生的， 三相发电机有三个 绕组，每个绕组产 生一个交流电势。
三相交流电路的组成
三相电源：由三个单相交流电源组成，频率相同，相位互差120度 三相负载：电动机、发电机、变压器等 三相导线：三根相线（L1、L2、L3）和一根中性线（N） 三相电源与负载之间的连接方式：星形连接和三角形连接
05 安全用电的基本知识
安全用电的意义
保障人身安 全
延长设备使 用寿命
防止电气火 灾
保证正常用 电秩序
触电的原因和危害
触电原因：人 体直接或间接 接触到带电体
触电危害：电 流通过人体， 造成伤害甚至
危及生命
Байду номын сангаас
安全用电措施： 使用绝缘材料、 避免接触裸露 电线、遵守安 全用电规范等
触电急救方法： 切断电源、进 行人工呼吸、 拨打急救电话
源消耗。
合理使用空调 和采暖设备： 在冬季和夏季， 合理使用空调 和采暖设备， 避免过度使用 导致能源浪费。
推广绿色建筑： 采用绿色建筑 材料和设计， 提高建筑物的 保温、隔热性 能，减少能源
消耗。
推广可再生能 源：利用太阳 能、风能等可 再生能源，减 少对传统能源 的依赖，降低
第3章三相交流电路
uC +
C
O
–Um
2
t
对称三相电压的波形图
对称三相电压相量图
三相交流电压出现正幅值 (或相应零值)的顺序称为相序。
A→B→C→A→ ，称为
正相序（正序或顺序）。
反之，B→A→C→B→或 C→B→A→C→，称为反相序
（反序或逆序）
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
分析问题时一般都采用正相序。
•
•
IC
UC ZC
U P120
Z
Il 120
φA= φB = φC = φ 线电流也对称
中线电流，I• N
•
I A
•
IB
•
IC
0
为零
iA
+
对称负载电压电流相量图
uA
N –– – uB
+ uC
+
iN
Z
•
UC •
N
Z
IC
iB
Z
•
IB
iC
•
UB
•
UA
•
IA
负载对称时，中线电流为 零，所以可以去掉中线，成 为三相三线制电路。
生感应电动势 e ，其方向为由
AX。
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，
线圈两端便可得到单相交流电动势。
eAX = 2E sinω t
交流发电机
三相交流发电机组成
电枢，亦称定子 磁极，亦称转子
Y
•
定子中放三个线圈：
A 定子
•
S
Z
C
O
–Um
2
t
对称三相电压的波形图
对称三相电压相量图
三相交流电压出现正幅值 (或相应零值)的顺序称为相序。
A→B→C→A→ ，称为
正相序（正序或顺序）。
反之，B→A→C→B→或 C→B→A→C→，称为反相序
（反序或逆序）
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
分析问题时一般都采用正相序。
•
•
IC
UC ZC
U P120
Z
Il 120
φA= φB = φC = φ 线电流也对称
中线电流，I• N
•
I A
•
IB
•
IC
0
为零
iA
+
对称负载电压电流相量图
uA
N –– – uB
+ uC
+
iN
Z
•
UC •
N
Z
IC
iB
Z
•
IB
iC
•
UB
•
UA
•
IA
负载对称时，中线电流为 零，所以可以去掉中线，成 为三相三线制电路。
生感应电动势 e ，其方向为由
AX。
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，
线圈两端便可得到单相交流电动势。
eAX = 2E sinω t
交流发电机
三相交流发电机组成
电枢，亦称定子 磁极，亦称转子
Y
•
定子中放三个线圈：
A 定子
•
S
Z
第三章 三相交流电路
第3章三相交流电路3.1 三相交流电源判断题1. 三相电源的相序就是交流电的瞬时值到达最大值的顺序。
（√）2. 三相电源有正序（顺序）和反序（逆序）之分。
（√）3. 相线与中性线之间的电压称为相电压。
（√）4. 相线与相线之间的电压称为线电压。
（√）5. 相线与中性线之间的电压称为线电压。
（×）6. 相线与相线之间的电压称为相电压。
（×）7. 三相四线制电源中，相电压等于线电压的3倍。
（×）8．三相四线制电源中，线电压等于相电压的3倍。
（√）9. 线电压是指火线与零线之间的电压。
（×）10. 相电压是指火线与零线之间的电压。
（√）11. 三相对称电压就是三个频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相交流电压。
（√）选择题1．(2分) 已知对称三相电源的相电压u A=10sin(ωt+60°)V，相序为A-B-C，则当电源星形联接时线电压u AB为_____V。
A. 10sin(ωt+90°)B. 17.32sin(ωt+90°)C. 17.32sin(ωt-30°)D. 17.32sin(ωt+150°)正确答案是B，本题涉及的知识点是：三相交流电源线电压与相电压的关系。
2．(2分) 对称正序三相电源作星形联接，若相电压u B=100 sin(ωt- 30°)V，则线电压u AB=__ V。
A. 100 3sin(ωt+120°)B. 1003sin(ωt-60°)C. 1003sin(ωt-150°)D. 100 3sin(ωt-150°)正确答案是A，本题涉及的知识点是：三相交流电源线电压与相电压的关系。
3．(2分)在正序对称三相电压中，u A=U2sin(ωt-90°)，则接成星形时，其线电压u AB为_____。
A. U6sin(ωt+30°)B. U6sin(ωt-60°)C. U2sin(ωt-30°)D. U2sin(ωt+60°)正确答案是B，本题涉及的知识点是：三相交流电源线电压与相电压的关系。
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
+
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
+
第3章三相交流电路及安全用电知识
表，你能用这些器件确定三相四线制供电线路中的火线和零线
吗？应该怎样做？
•2.三相供电线路的电压是380V，则线电压是多少？相电压又
是多少？
•3.三相电源绕组星接，设其中某两相间的电压
•
V，试写出其余两个线电压和三个相电压
的解析式。
•4.三相电源绕组连接成星形，已知三相绕组的感应电压对称。
实际测量的结果
第3章三相交流电路及安全用电知识
•3.3 三相电路的电功率及安全用电知识
•3.3.1 三相电路的功率 •不论负载联接方式如何，总的功率必定等于三相功率之和：
•若三相负载对称，三相总功率是各相功率的三倍，即
第3章三相交流电路及安全用电知识
•3.3.1 三相电路的功率
•【例3.5】 一台三相异步电动机，铭牌上额定电压是220/380V， 接线是△/ㄚ接，额定电流是11.2/6.48A，cosΦ=0.84。试分别求 出电源线电压为380V和220V时，输入电动机的电功率。 •【解】①UL=380V时，按名牌规定电动机定子绕组应ㄚ接：
UAB=380V,UBC=UCA=220V,UA=UB=UC=220V。问线路连 接上出现了什么问题？
•5.三相绕组角接，不慎将一相绕组的首尾端接反，会产生什
么后果？为什么？
•6.试述三相四线制供电的优越性。
第3章三相交流电路及安全用电知识
•3.2 三相电路中负载的连接方式
三相负载：需要接在三相电源上才能正常工作的负载，由三 部分组成，其中每一部分叫做单相负载。 对称三相负载：每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，如三 相电动机。 不对称三相负载： 不满足每相负载的阻抗值和阻抗角完全相 等，如由单相负载组成的三相负载。 三相负载的连接方式：有 Y和 两种接法，至于采用哪种方 法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。
三相交流电路_教学课件
为三相负载的三角形接法。每相负载两端的电压都是电源的线
电压，每项负载中流过的电流为相电流，流过端线上的电流为
线电流。
各相电流的有效值为：IUV U UV ， IVW U VW ， IW UU WU
ZUV
ZVW
ZWU
由基尔霍夫定律可确定线电流和相电流的关系
•
•
•
U←
•
IU
I U I UV - I WU
PPT学习交流
6
三相电源的星形连接
中点 或零点
将发电机三个定子绕组的末端连在一起引出的一根导线 称为中性线N（中性线接地时称为零线）；三个绕组的 始端U1，V1，W1分别引出的三根导线称为端线（相线 或火线）。
U1
UU
UUV
L1 火线
线电 压
N W1
相电 压
UV
UWVN 中线或零线
V1
UW UVW
L2 火线
L3 火线
三相四线制
PPT学习交流
7
三相电源的星形连接
由三根端线和一根中线组成的供电方式称为三相四 线制，只有三根端线组成的供电方式称为三相三线制。
电源每相绕组两段的电压，即端线与中线之间的电压
称为电源相电压。参考方向规定为从绕组始端指向末端， 分别用UU,UV,UW表示，其有效值用UP表示。
汽车电工电子技术基础
汽车电工电子技术基础
PPT学习交流
1
PPT学习交流
2
三相正弦交流电路
生活 用电
单向交流 电
常见的两种电
生产 用电
三相交流 电
灯泡
计算机 电冰箱 电梯
机床
起重机
三相正弦交流电路
主要内容 一、三相交流电源的星形连接（重点） 二、三相负载的连接（重点） 三、三相交流电路的功率（了解） 四、安全用电（了解）
电压，每项负载中流过的电流为相电流，流过端线上的电流为
线电流。
各相电流的有效值为：IUV U UV ， IVW U VW ， IW UU WU
ZUV
ZVW
ZWU
由基尔霍夫定律可确定线电流和相电流的关系
•
•
•
U←
•
IU
I U I UV - I WU
PPT学习交流
6
三相电源的星形连接
中点 或零点
将发电机三个定子绕组的末端连在一起引出的一根导线 称为中性线N（中性线接地时称为零线）；三个绕组的 始端U1，V1，W1分别引出的三根导线称为端线（相线 或火线）。
U1
UU
UUV
L1 火线
线电 压
N W1
相电 压
UV
UWVN 中线或零线
V1
UW UVW
L2 火线
L3 火线
三相四线制
PPT学习交流
7
三相电源的星形连接
由三根端线和一根中线组成的供电方式称为三相四 线制，只有三根端线组成的供电方式称为三相三线制。
电源每相绕组两段的电压，即端线与中线之间的电压
称为电源相电压。参考方向规定为从绕组始端指向末端， 分别用UU,UV,UW表示，其有效值用UP表示。
汽车电工电子技术基础
汽车电工电子技术基础
PPT学习交流
1
PPT学习交流
2
三相正弦交流电路
生活 用电
单向交流 电
常见的两种电
生产 用电
三相交流 电
灯泡
计算机 电冰箱 电梯
机床
起重机
三相正弦交流电路
主要内容 一、三相交流电源的星形连接（重点） 二、三相负载的连接（重点） 三、三相交流电路的功率（了解） 四、安全用电（了解）
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I1L
U 3 I2
据此可直接得出另两相电流：
I3
U1
I1
I2 I2L I1 120 I3 I3L I1 240
U 2
IN I1 I2 I3 0 （中线电流为0）
2. 负载对称，只要求电流、电压大小时，仅算一相
有效值即可。 23
问题及讨论 负载对称时 (Z1 Z2 Z3 Z )
E1 E 0 E2 E 120 E3 E 120 E1 E2 E3 0
ωt
E3 E2
E1
7
三、三相交流电源的星形联结
1. 联结方式
U1
U1 E1 U 2 E2 U3 E3
W1
U 3
＋
W2－＋eCU－U21
－V2
＋
U 2 V1
L1 （火线）
N （中线） L2 （火线） L3 （火线）
第三章
三相交流电路和安全用电
1
第三章 三相交流电路和安全用电
3-1 三相交流电源 3-2 三相负载的星形联结 3-3 三相负载的三角形联结 3-4 三相负载的功率 3-6 安全用电
2
3-1 三相交流电源
一、三相电动势的产生 二、三相电动势的表示 三、三相交流电源的联结
3
概述
目前世界上电力系统的供电方式，绝大多数采 用的是三相供电制。
18
§3-2 三相负载的星形联结
三相负载的两种接法:
L1
L1
•
Z
Z
Z
N Z
L2
L3
Z L2 L3
•
•
Z
星形联结
三角形联结
19
一、星形接法
L1
U 3
＋
L3
＋
－ －
U1
N
－ U 2 ＋ I3L
I1L IN
L2
I2
Z3
L
Z1
I1
I3 Z2
I2
相电流:流经负载的电流 有效值：IP
I1 、I2、I3
线电流：流经相线上的电流
13
在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为
U P 220V 、U L 380V
14
第三章 三相交流电路和安全用电
3-1 三相交流电源 3-2 三相负载的星形联结 3-3 三相负载的三角形联结 3-4 三相负载的功率 3-6 ห้องสมุดไป่ตู้全用电
15
三相电源的负载包括 单相负载（如家用电器、实验仪器、电灯等）。
所谓三相制，是由三个幅值相等、频率相同、相 位互差120o的单相交流电源作为电源的供电体系，简 称三相电源。由三相电源构成的电路，称为三相交流 电路。
满足以上关系的三相电源为对称电源。
4
一、三相交流电动势的产生
定子
定子中放三个线圈（绕组）：
U1 • S
W2
U1 U2 V1 V2 W1 W2 始端 末端
16
三相负载（如三相交流电动机、三相变压器等）。
* 工农业生产与生活用电多为三相四线制电
源提供。负载接入电源的原则，应视其额定电 压而定。
17
如：额定电压220V的单相灯负载，应接在相线与中 性线之间；额定电压380V的三相电动机负载，应接 在三根相线上。
L1
L2 L3
N
电源
220V
三 相
负
载
通常三相负载的连接方式有两种：星形联结 和三角形联结。
IN I1 I2 I3 0
中线是否可 以取消？
答：三相完全对称时，中线可以取消。称为
三相三线制。
L1＋
U3 －
－
N
－
U1 U 2
＋
＋
L2
Z Z
N' Z
L3
24
讨论 照明电路能否采用三相三线制
供电方式？
不加中线 会不会出 现问题?
U12 U1 U 2 3U1 30
同理：
U 23 U 2 U3 3U 2 30
U31 U3 U1 3U3 30
U 31
U 3
30 30
U12
U 2 30
U1
U 23
11
线电压与相电压的通用关系表达式：
U L 3U P 30
U L 3U P
U P ---为相电压
U L ---为线电压
三相四线 制供电
L1 火线（相线、端线）: L2
L3 中线（零线、地线）：N
8
2. 三相电源星形接法的两组电压
相UUU电132 压 EEE：132有火效线值对U：零P=U线EP间的W1电U压3＋。WU－12－＋eVCUU2－U221
＋
V1
L1
N L2 L3
U1 U P 0
U 3
120
U 2 U P 120 U 3 U P 120
三线圈空间位置 各差120o
•
V2
W1
N
U2
•
V1 转子
转子装有磁极并以
右手 定的则速:度当旋导转体。在三磁个场中切割磁感线的运动时,其产
生的线感圈应中电便流产的生磁三感个线单垂相直电穿动过势掌。心,大拇指指向导
体的运动方向,四指指向为感应电流的方向.
5
二、三相电动势的表示式
1. 三角函数式
e1 Em sin t
有效值： I L
I1L 、I2L 、I3L
20
L1
U 3
＋
L3
＋
U1
－N
IN I1L
Z1
I1
－ － U 2
I3＋L
Z3
L2 I2L
I3 Z2
I2
I1 I2
U1 UZ21 Z2
中线没电阻
I3
U 3 Z3
中线电流
* 相电流=线电流
IN IL1 IL2 IL3
IP IL I P I L
21
二、负载星形接法时的一般计算方法
120
U
120
2
U1
9
U U U 线电压：火线间的电压
有效值：U L
U1
相电压： U 2
W1
U 3
U 3
U1
W2－＋eCU－U21
＋
U12
－V2
＋
＋
U 2 V1
－ ＋
－
U 23
－ L1
N
U 31
L2 ＋ L3
12
1
2
U 23 U 2 U 3 U 31 U 3 U1
注意规定的 正方向
10
U 31
U 3
30 30
U12
U 2 30
U1
U 23
当相电压对称时， 线电压也是对称的。
12
线电压与相电压的关系
从相位上看：
U 31
U 3
30 30
U 2 30
U1
U 23
U12超前于U130角 U 23超前于U 2 30角 U 31超前于U 3 30角
U12 线电压是相电压的 3
倍，线电压超前所对 应的相电压30o 。
e2 Em sint 120 e3 Em sint 240
Em sin( t 120)
三相电动势的特征：大小相等，频率相同，相位互差120º。
相序：三相交流电动势出现最大值的先后顺序称为三 相电源的相序。
上述三相电源的相序是：123
6
2. 相量表示式及相互关系
e1 e2 e3
Em
O
120º 120º 120º
L1
U 3
＋
L3
＋
－ －
U1
N
－ U 2 ＋ I3L
I1L IN
L2
I2
Z3
L
Z1
I1
I3 Z2
I2
解题思路：
一般线电压 U L 为已知，然后根据电压和负载求
电流。
U L U P U L
3U P
IL
IP
U P Z
22
1. 负载对称时，只需计算一相。
如： Z1 Z2 Z3 Z
则：
I1
U1 Z