项目4三项正弦交流电路
教案：三相正弦交流电路
教 案 内 容 、过 程
教 法
时间分配
端之间都彼此相隔0120。
转子是具有一对磁极的电磁铁，其磁极表面的磁场按正弦规律分布。
磁极放在转子上，一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的恒定磁场。
当转子由原动机拖动做匀速转动时，三相定子绕组依次切割磁力线，产生频率相同、幅值相等、相互之间相位差为0120的正弦电动势u e 、v e 、w e 。
电动势的参考方向选定为绕组的末端指向始端，如6-1c 所示。
综上所述，三相交流发电机产生的是三相对称电动势。
通过原理图分析三相交流电的产生
25`
教 案 内 容 、过 程
教 法 时间分配
三、三相正弦交流电动势的表示方法
sin u m e E t ω=
()sin 120v m e E t ω=-
()sin 120v m e E t ω=+
结合交流分析出三种表示方法
25`
小结5`
教 案 纸
0u v w E E E ++= 三相电动势（或电流、电压）到正幅值（或相应零值）的先后顺相序分：正序、负序和零序三种。
电动势在相位上u e 超前u e 120。
三相正弦交流电路
三相正弦交流电路三相正弦交流电路引言三相电路是现代电力系统中最常见的电路之一，它由三个相位相差120度的正弦波组成。
三相电路具有许多优点，例如功率因数高、稳定性好等。
在这篇文章中，我们将讨论三相正弦交流电路的基础知识、构造和应用。
一、基础知识1. 三相交流电源三相交流电源是由三个单独的正弦波组成的。
这些波形分别称为A、B 和C相。
在一个完整的周期内，每个相位都会完成一次完整的周期。
2. 相序在三相系统中，每个相位都有一个特定的顺序，称为相序。
通常情况下，我们使用ABC或123来表示不同的相序。
3. 交流负载与单相系统不同，三相系统中通常使用更大型号的负载设备。
这些负载设备包括大型机器、发动机和变压器等。
二、构造1. 三线制系统最常见的三线制系统由A、B和C线组成。
这些线被连接到一个称为“星形连接”的中心节点上。
2. 四线制系统四线制系统由A、B和C线以及一个称为“中性线”的线组成。
这些线被连接到一个称为“星形连接”的中心节点上。
3. 三相变压器三相变压器是一种用于将电能从一个电路传输到另一个电路的设备。
它由三个独立的线圈组成，每个线圈都与不同的相位相连。
三、应用1. 电力系统三相交流电路在现代电力系统中得到了广泛应用。
它们通常用于输送大量的电能，例如在高压输电线路中。
2. 工业和制造业许多工业和制造业过程需要使用大型机器和设备。
这些设备通常需要大量的电能才能运行，因此使用三相交流电路是非常重要的。
3. 交通运输许多交通运输系统，如地铁、高速列车和飞机等，都使用三相交流电路来提供动力。
结论综上所述，三相正弦交流电路是现代电力系统中最常见的类型之一。
它由三个正弦波组成，并具有许多优点，例如功率因数高、稳定性好等。
在许多领域中都得到了广泛应用，包括工业、制造业、交通运输等。
三相正弦交流电路基础知识讲解
. UVW
－IW. U
. IU
(a)
(b)
图 5.10 负载的三角形连接及电压、 电流相量图
第5章 三相正弦交流电路
5.2.2 负载的三角形（△）连接（二）
1、负载的相电压等于电源的线电压
•
•
•
2、相电流为
•
I UV
UUV
,
•
I VW
U VW
,
•
I WU
U WU
ZUV
ZVW
ZWU
3、线电流为
•
•
•
U N'N
ZU 1
ZV 1
ZW 1
ZU ZV ZW
若负载对称, 即 ZU ZV ZW Z Z ，则
第5章 三相正弦交流电路
5.2.1 负载的星形（Y）连接（六）
•
•
•
•
U N'N
UU ZU
1
UV UW ZV ZW
11
1
•
(U U
•
UV
•
UW
)
Z 3
0
ZU ZV ZW
Z
•
•
•
UU UV UW
•
•
IV 2 I U 2 120
•
•
I W1 I U1 120 ,
•
•
I W 2 I U 2 120
第5章 三相正弦交流电路
5.3.2 对称三相电路的一般解法（五）
•
•
I UV2
IU2 3
30
•
•
I VW2
IV2 3
30
•
•
I WU2
IW2 3
三相正弦交流电路
三相正弦交流电路三相正弦交流电路是一种用于供电的电力系统，它由三个相位相差120度的正弦波电压组成。
这种电路常用于工业领域，如工厂、矿山等地方，在这些地方需要大量电力供应。
下面将介绍一下三相正弦交流电路的基本组成和工作原理。
三相正弦交流电路由三个相互独立的相位电源组成，每个电源的电压和电流都是正弦波形式。
这三个电源相互连接，形成一个闭合的电路，形成一个三角形的电路结构。
电源之间的电压相位差为120度，这样可以保证电流在电路中的连续性。
在三相正弦交流电路中，有三种重要的参数，分别是相电压、线电压和线电流。
相电压是指每相的电压大小，在正弦波中呈周期性变化；线电压是指每两相之间的电压大小，在正弦波中也呈周期性变化；线电流是指三个电源之间的电流大小，在正弦波中也呈周期性变化。
这些参数之间有一定的关系，可以通过一些公式进行计算。
三相正弦交流电路的工作原理是基于电压和电流之间的相位差。
在每个周期内，电源会按照一定的频率和相位差的规律变化。
这样可以达到电流在电路中的连续性，保证电路的稳定工作。
当三相正弦交流电路连接到负载上时，负载会根据电路的电压和电流来消耗能量，完成所需要的功率输出。
三相正弦交流电路的优点是功率输出稳定，电流连续性高，适用于大功率供电。
与之相比，单相交流电路可能会存在电流断续现象，功率输出不稳定的问题。
因此，三相正弦交流电路在工业领域得到了广泛应用。
总之，三相正弦交流电路是一种稳定可靠的电力供应系统，它通过三个相位相差120度的正弦波电压来提供电能。
这种电路具有高稳定性、高效率和高功率输出的特点，广泛应用于工业领域。
通过以上介绍，相信对三相正弦交流电路有了更进一步的了解。
三相正弦交流电路是一种常见且重要的电路系统，其广泛应用于各个工业领域。
在这些领域，需要大量而稳定的电力供应，而三相正弦交流电路能够提供这样的稳定和高效率的电力输出。
接下来，将从三相正弦交流电路的重要性、特点和应用领域等方面继续探讨。
三相正弦交流电路课件
三相交流电的特点
三相交流电是指在供电系统中使用的三个相位的交流电，每个相位之间相差 120度。
三相交流电比单相交流电更加稳定和高效，可以提供更大的功率，用于供电 工业和商业设备。
三相正弦交流电路的构成要素
1 发电机
将机械能转化为电能的设备。
3 开关和保护设备
用于控制和保护路课件
欢迎来到三相正弦交流电路课件！本课件将带您深入了解交流电的基本概念， 三相交流电的特点，以及三相正弦交流电路的构成要素和工作原理。
交流电的基本概念
交流电是指电流方向和大小周期性变化的电流，交流电的频率通常以赫兹 （Hz）为单位表示，如50Hz。
交流电的基本特点是其电流和电压随时间呈正弦变化，形成一条连续的正弦 曲线，也称为正弦波。
用于调整电压水平的设备。
4 负载
消耗电能的设备或部件。
三相正弦交流电路的工作原理
三相正弦交流电路通过三个相位交替地提供电压和电流，以供应给负载。 通过相位差的变化，使三个交流电波形在时间上相互平衡，确保电力的连续 供应和稳定性。
三相正弦交流电路的基本计算方法
计算三相交流电路中的电压、电流、功率等参数需要使用欧姆定律、功率公式和复数计算方法。 根据负载的性质和三相电路的连接方式，可以计算出所需的电路元件和参数。
电力输送
用于输送远距离的电能，减少能源损耗和线路 压降。
电信设备
用于供电通信基站和数据中心，提供稳定和可 靠的电力。
三相电力的电压和电流关系
连接方式 星型连接 三角连接
电压关系 相电压 = 线电压 相电压 = 线电压 × √3
电流关系 相电流 = 线电流 相电流 = 线电流 × √3
三相正弦交流电路的实际应用
工业生产
三相正弦交流电路课件
【 例 10-1】 已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为 】 E = 220 V，试求：(1) 三相电源为 Y 联结时的相电压 UP 与线 ，试求： ) 联结时的相电压 电压 UL；(2) 三相电源为 ∆ 联结时的相电压 UP 与线电压 UL 。 ) 联结： 解：(1) 三相电源 Y 联结：相电压 UP = E = 220 V，线 ) ， 电压
该接法有三根火线和一根零线， 该接法有三根火线和一根零线 ， 叫做三相四线制电路被图 片叠压， 联结， 片叠压，在这种电路中三相电源也是必须是 Y 联结，所以又叫 的三相电路。 做 Y－Y 接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)，电 － 接法的三相电路 显然不管负载是否对称(相等) 路中的线电压 UL 都等于负载相电压 UYP 的 3 倍，即 U L = 3U YP 负载的相电流 IYP 等于线电流 IYL ，即 IYL = IYP 对称时 即各相负载完全相同， 当三相负载对称 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( 流也一定对称(称为 Y－Y 形对称三相电路)。即各相电流(或各 － 形对称三相电路) 即各相电流( 线电流)振幅相等、频率相同、 线电流)振幅相等、 频率相同、相位彼此相差 120°，并且中性 ° 线电流为零。所以中性线可以去掉，即形成三相三线制电路， 线电流为零。所以中性线可以去掉，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， 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。 负载的接法。
联结的对称三相电路中， 【例10-2】在负载作 Y 联结的对称三相电路中，已知每相 】 负载均为 |Z|= 20 Ω，设线电压 UL = 380 V，试求：各相电流(也 ，试求：各相电流( 就是线电流) 就是线电流)。 解：在对称 Y 负载中，相电压 负载中，
三相正弦交流电路课件
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。
三相电动机模型
u
v w
x
y uz
二、三相电源的连接
三相电源有星形(亦称 Y )接法和三角形(亦称 ）联结 两种。
1．三相电源的星形( Y 形)联结
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)联结。如图 10-2 所示。
I P U P 380 A 7.6 A Z 50
线电流
I L 3 I P 13.2 A
【例 10-4】 三相发电机是星联结，负载也是星形联结，发
电机的相电压 Up = 1000 V，每相负载电阻均为 R = 50 k， XL = 25 k。试求：(1) 相电流；(2) 线电流；(3) 线电压。 解：
PY 3U YL I YL cos 8.7 kW
(2)负载做三角形联结时： 相电压等于线电压 UP = UL= 380 V U P 相电流 I L 38 A Z 线电流 IL= 3 IP= 66 A 负载的功率为 PY 的 3 倍 P 3 U L I Lcos 26 kW
二、负载的三角形联结
负载做 联结时只能形成三相三线制电路，如图10-5 所 示。
图 10-5 三相负载的三角形联结
显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压 UP 都等于线电压 UL ，即 UP = UL 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
图 10-2 三相绕组的星形联结
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 公共连接点 N 叫作中性点，从中点引出的导线
三相正弦交流电
iBC
（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。
（2）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），各相电流有
效值相等，相位互差120 。有效值为：
I AB
I BC
I CA
IP
Ul Z
§4.5 三相电路的功率
由负载
性质决定
三相总有功功率： P PA PB PC
负载对称时： P 3 U p I p cos
IAN 、IBN、ICN
IA 、IB 、IC
IN : 中线电流
IN IAN IBN ICN
星形接法特点
iA
1）
相电流=线电流
IIICBA
IIICBANNN
A
N
iN
i ZA
AN
C B
i i C ZB
ZC iBN
iB
CN
2）每相负载承受电源的相电压
Il Ip
IA
IB
IAN
IBN
U AN ZUABN
中线的作用：使星形连接的不对称负载得到相等的
相电压。为了确保中线在运行中不断开，其上不允许 接保险丝也不允许接刀闸。
总结： Y形（星形）连接时
1、负载对称时，中线不起作用。不论有无中线
IN 0
U NN 0
2、负载不对称无中线时 U NN 0
3、负载不对称有中线时 U NN 0 IN 0
应用实例----照明电路 能否取消中线？
ZB
IC
ICN
U CN Z
二、对称负载星形接法时的情况
U AB
IA
A
U CA U BC
U AN IN UCN IC
U BN IB
Z
Z
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– N 中性线(零线、地线) – – B C U + + U B CA + – B 讲线的颜色 + UC 中性点 + U –BC + C
新疆建设职业技术学院
电工技术
主讲:张军
项目4
三项正弦交流电路
一、三相电压的产生 三相电源由三相交流发电机产生，其结构分为： 定子和转子。 1、三相发电机的基本构造 定子
｛绕组（结构相同，空间排列互差120 直流励磁）
铁芯
A Y
• •
(首端) A
•
B + +
C +
S
Z
+ _
C N B
注意：一般三相交流电供电方式
（1）中性点：三相绕组 U2、V2、W2 的末端连接到一点。用 N 表示，如图所示。
（2）中性线：从中性点引出的导线，用蓝色或黑色表示。 （3）相线：线圈的手端 U1 、V1 、W1 引出的三根线，分 别用黄、绿、红三种颜色表示。 （4）供电方式：三相四线制。 （5）三相四线制系统提供两种电压：相电压和线电压。 相电压：各相线与中性线之间的电压，用 UU 、 VV 、 WW 表示有效值。
+ eA – Z X Y – – e e
+
+
U AB
–
A
端线(相线、火线)
U A
、U 、U 、UP 相电压：火线与中线间的电压。U A B C
、U 、U 、UL 线电压：火线与火线间的电压。U AB BC CA
注意：给学生讲各相绕组的标号，现在变成如下形式。 （ 1）相电压：相线与中性线间的电压，用 UU、 UV 、 UW 2 表示，工程上用 UP 表示，各相电压之间相位相差 。 3 （2）线电压：二根相线间的电压，用 UUV、UVW、UWU 表 2 示，工程上用UL表示，各线电压之间相位相差 。 3
线电压：相线与相线之间的电压，用 UUV 、VVW 、WWU 表
示。
结论
2 （1）三相电动势的有效值相等，相位相差 。 3 2 （2）相电压和线电压各自对称，相位都相差 。 3 2 （3）线电压是相电压的倍，且超前对应的相电压 。 3
（二）三相电源的三角形联结 1．接法
将发电机三相绕组首尾端依次连接，三个连接点作为三相 电源输出点。
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。（电动机 的旋转方向与电源相序相关。
二、三相电源的接法
（一）三相电源的星形联结 1．接法
发电机三相绕组的尾端 U2、V2、W2 接于一点，称为中性 点，三相绕组的首端和中性点向用电设备供电。这种接法称为 三相四线制电源。
U C
U B
30°
U AB U A
3U P 30
UL 30
同理：
U B
相量图
3U 30 3U 90 U 90 U BC B P L 3U 30 3U 150 U 150 U CA C P L
结论：电源 Y形联结时, 线电压Ul 3UP , 且超 前相应的相电压 30 , 三相线电压也是对称的 。
即：e A
eB eC 0
E E 0 或 E A B C
三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。 供电系统三相交流电的相序为 A B C
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。
UV U U U V U
VW U V U W U
WU U W U U U
线电压与相电压的关系 + – + eA U A – X U – AB Z N – – –Y–e eC U B U + B CA + – + B + UC U + + – B CC
相量表达式：
E 0 E E A E 120 E B
EC
120°
e
0
eA eB eC
120° 240° 360° 2
相量图： .
E 120 E C
120°
120° . E
A
t
EB
.
这三个电动势的幅值相等、频率相同、彼此间的 相位互差1200。 对称三相电动势的瞬时值之和或相量之和为零：
则每相绕组依次切割磁力线，其中产生频率相同，幅 值相等的正弦电动势eA、eB、ec。电动势的参考方向选 定为自绕组的末端指向始端。
eA Em sin t eB Em sin( t 120) t 120) 波形： eC Em sin(
以A相为参考，则可得出： 三相电动势瞬时表达式：
转子
(尾端) X
eA
–
e –
Y B Z
eC
–
X
三相交流发电机的原理图
定子铁心由硅钢片叠成，它的 内圆周表面冲有槽，用以放置 三相电枢绕组。每相绕组是同 样的，它们的始端（头）标以 A，B，C，末端（尾） 标以X，Y，Z。
• 每个绕组的两边放置在相应的定子铁心的槽 内。要求绕组的始端之间或末端之间都彼此 相隔120度。 • 磁极是转动的，亦称转子。转子铁心上绕有 励磁绕组，有直流励磁。选择合适的极面形 2、对称三相电动势的产生 状和励磁绕组的布置情况，可使空气隙中的 当转子由原动机带动，并以匀速按顺时针方向转动时， 磁感应强度按正弦规律分布。
+ A
因为：
UA UA ∠ 0 UB UB ∠120 UC UC ∠ 120
根据KVL定律
U U U AB A B U U U BC B C U U U CA C A
由相量图可得
U AB 3U A 30