第四章三相交流电路及其应用

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第4章三相交流电路

第4章三相交流电路
4.3 三相功率的计算
4.3.2 无功功率
三相电路的无功功率为
由于每相负载可能是感性，也可能是容性，即每相的无功功率可正可负，所以无功功率为各项无功功率的代数和。在对称三相电路中，无论是星形联结还是三角形联结，总无功功率为
第4章三相交流电路
4.3 三相功率的计算
3.3 视在功率
每相电流间的相位差仍为120°，由KCL可知，中线电流为零。
第4章三相交流电路
4.2 三相负载的联结
三相四线制接线方式的特点如下。（1）相电流等于线电流，即
（2）加在负载上的相电压和线电压之间的关系为
（3）流过中性线N的电流IN为
第4章三相交流电路
4.2 三相负载的联结
当三相电路中的负载完全对称时，在任意一个瞬间，三个相电流中，总有一相电流与其余两相电流之和大小相等，方向相反，正好互相抵消。所以，流过中性线的电流等于零。在三相对称电路中，当负载采用星形联结时，因为流过中性线的电流为零，所以三相四线制就可以变成三相三线制供电。如三相异步电动机及三相电炉等负载，当采用星形联结时，电源对该类负载就不需接中性线。通常在高压输电时，由于三相负载都是对称的三相变压器，所以都采用三相三线制供电。
第4章三相交流电路
4.2 三相负载的联结
如图4-8所示是只有三根相线而没有中性线的电路，即三相三线制；而接线方式除了三根相线外，在中性点还接有中性线，这样的接法即为三相四线制，如图4-9所示，三相四线制除可供电给三相负载外，还可供电给单相负载，故凡有照明、单相电动机、电扇、各种家用电器的场合，也就是说一般低压用电场所，大多采用三相四线制。
总之，当三相电流对称时，线电流的有效值是相电流有效值的√3倍，线电流滞后对应的相电流30°，即

电工电子技术电路分析三相交流电路

Um
uA uB
uC
0
2
–Um
对称三相电压相量图
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
t
三相交流电压出现正幅值（或相应零值）的顺序称为相序。在此相序为 A B C。
分析问题时一般都采用这种相序。
4.1.2 三相电源的星形联接
中点或零点
N
相线
+
+– A
uA 中性线
–
uAB
––
N
uB
U• C
U• A
C
Y
•
UB
X U• AB U• CA B U• BC
提供一组三相对称电压U• C•来自UCAU• A
U• B U• BC
U• AB
由于三相电压对称，三相电压之和等于零
eA + eB + eC = 0
•
EA+
E•B+
•
EC
=
0
4.2. 1 负载4.的2 三联相交流电路的分析
接由三相电源供电的负载称为三相负载
= 3 UP30º
U• BC= U•B – U•C
= 3 UP ﹣90º
U• CA= U•C – U•A
Ul = 3 UP
= 3 UP 150º
在大小关系上，线电压是相电压的 3 倍，
在相位上, 线电压比相应的相电压超前30 º。
例4.1.1 发电机绕组星形联接，线电压 U•CA=380120ºV，试求：U•AB 、U•BC 、U•A、U•B 和 U•C
不对称负载
N 对称负载
4.2. 2 负载星形联接的三相电

《三相交流电路》课件

02
三相交流电路的基本元件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
变压器
01
02
03
04
变压器是三相交流电路中的重要元件，用于改变电压的大小
和方向。
变压器由铁芯和绕组组成，绕组分为初级和次级绕组。
变压器的工作原理基于电磁感应定律，通过磁场耦合实现电
压和电流的变化。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
相电压与线电压的关系
01
02
03
相电压
在三相交流电路中，每一相的电压称为相电压。
线电压
三相交流电路中，任意பைடு நூலகம் 相之间的电压称为线电压。
关系
线电压是相电压的√3倍，且线电压超前相应相电压 30°。
相电流与线电流的关系
相电流
ERA
三相交流电路的定义
总结词
三相交流电路是由三个相位差为120度的单相交流电源组成的电力网络。
详细描述
三相交流电路由三个单相交流电源组成，这三个电源在相位上互差120度。这种组合使得三相交流电在输送和使用过程中能够实现更高效的电能传输和分配。
三相交流电的产生
总结词
三相交流电通常由发电机产生，通过电磁感应原理，将机械能转换为电能。
照明系统
家庭照明系统中的荧光灯、LED灯等，需要三相交流电来驱动。通过合理的配线设计，可以实现照明系统的安全、节能和舒适。
电力系统
并网发电
大型风力发电和太阳能发电系统产生的电能，需要通过逆变器转换成三相交流电后并入电网。这样可以实现不同类型电源之间的互补，提高电力系统的稳定性。

《电子电工技术》课件——第四章三相电路

2
I 3I 30
L3
3
U 31
I
3
I 3
I
U 12
1
I 2 U
I
2 I 3
I L1
23
负载对称时三角形接法的特点
L1
U 31 L2 L3
I L1
U 12
I 1
I
L2
U I
23
L3
I 3
ZZ Z
I 2
每相负载电压=电源线电压
I 3I
l
p
各线电流滞后于相应各相电流30°
第三节三相负载的功率每相负载
定子 W2
•
V1 转子
三相电动势分别称为U、V、W相或1、2、3相
e E sin t
1
m
e E sint 120
2
m
e E sint 240
3
m
Em sin( t 120)
E E0 1
E E 120 2
E3 E 120
三相电动势的特征：大小相等，频率相同，相位互差120º
称为对称电动势。
e 2
3
L2
L3
L1
e 1
e
L2
2
L3
(2)三相负载
星形负载
Z
Z
Z
三角形负载
Z
Z
Z
(3)三相电路计算
负载不对称时：各相电压、电流单独计算。负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。
电流其余按对称原则，相线电流的关系一一写出。
三相电路的计算要特别注意相位问题。
负载Y形接法
I I
l
P
负载Y形接法有中线时

《电工电子技术基础》第4章三相交流电路

第4章三相交流电路——三相负载的联结
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第4章三相交流电路——三相负载的联结
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第4章三相交流电路——三相负载的联结
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第4章三相交流电路——三相负载的联结
[例题] 图中所示的对称三相电路中，端线阻抗 ZL 1 j1 ,负载
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第4章三相交流电路——三相负载的联结
中性线电流
I&N I&A I&B I&C
(44 0 22 12011 120)A
[解] ⑴各相负载中流过的电流
IU
UU RU
220 0 5 0
A
44
0A
29 19 A
IV
UV RV
220 120 A 10 0
22
120 A
IW IU 120 IP 120
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第4章三相交流电路——三相负载的联结
b.负载三相三线制联结
+
U NN
-
相电流流过每相负载的电流
线电流流过端线的电流
IU、IV、IW
特点线电流=相电流
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第4章三相交流电路——三相负载的联结
（1）负载三相三线制联结三相电路计算等效电路图
(2)不对称负载三相四线制联接三相电路计算
三相电源对称，三相负载不对称，各相负载中电流表达式：
IN IU IV IW 0
I
U
UU ZU
UP 0
ZU U
UP ZU
0 U
I
V

电工学第4章三相交流电路介绍

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第4章供电与用电
例1：一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电
源线电压 u12 380 2 sin(314 t 30)V 。负载为
电灯组，若R1=R2= R3 = 5 ，求线电流及中性线电
流 IN ; 若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求线电流及
1. 相电压与线电压的关系
1
+
_
L1
U·12=
U·1
U·31=
·
U3
_
3
2 U+_·23 = U·2 +
L2 L3
根据 KVL 定律:
U·12 = U·1 U·23 = U·2 U·31 = U·3
结论: （1）相电压和线电压都对称。
（2）Up = Ul 且相位对应相同。 ∵∑E·= 0 ∴电源内部无环流
I·L2 I·L3
_ +
U·31 U·12
_
+ U·+_32
根据 KVL 定律:
+
U·1
I·1
Z1
_
I·2Z2
+
_
U·2
_ U·3 Z3 I·3 +
U·12 = U·1 - U·2 U·23 = U·2 - U·3 U·31 = U·3 - U·1
负载承受的电压即相电压是电源的相电压。若电源电压对称,负载的相电压也是对称的。
第4章供电与用电
教学基本要求
1. 掌握三相电源和三相负载的联结方式; 2. 理解并掌握对称三相电路中的电压、电流和功率的计算; 3. 了解三相四线制供电系统中中性线的作用； 4. 了解电力系统的组成； 5. 了解触电的种类和安全用电的重要性； 6. 了解接地和接零保护的作用和使用条件； 7. 了解静电保护和电器防火防爆的常识。

技能培训专题电工课件第四章三相交流电路

技能培训专题电工课件第四章三相交流电路三相交流电路是工业中常用的一种电路形式，它由三个交变电源组成，通过三相电缆供电。

三相交流电路的优点是电力负载均衡，电流平稳，功率大，噪音小，这使得三相交流电路成为了现代工业和家庭中最常见的电路之一。

三相交流电路的基本原理三相交流电路由三个交流电源组成，每个电源的频率相同，但相位不同。

新的电源加入电路后，它的相位角会落后于前面两个电源，导致电路中电压的相位差比之前要小；当第三个电源的相位角增加到120度时，电路中电压的相位差就变成了0，即三相电路中电压完全同步。

三相交流电路的基本结构三相交流电路由三个相位差为120度的正弦波电源组成，分别为A、B、C三相。

通常使用相序“ABC”表示三相电路，但也可以是“ACB”或“BAC”等不同的顺序。

三相交流电路的重要参数1. 电压三相交流电路的电压分为相电压和线电压两种。

相电压表示在相之间的电压，线电压表示在线之间的电压。

三相交流电的相电压通常为380V，线电压通常为220V。

2. 电流三相交流电路的总电流为三个相电流的矢量和，也就是说，三相交流电路中电流是互相影响的，当一个相电流增大时，其他两个相电流会相应地减小。

3. 功率三相交流电路的总功率为三个相功率的总和，即Ptotal = P1 + P2 + P3。

其中，每个相功率Pn = Vn * In * cos(θn)，其中Vn为相电压，In 为相电流，θn为相角。

4. 线路电阻三相交流电路中线路电阻是指电流通过线路时所遇到的电阻。

线路电阻会导致电路中的电压和电流出现变化，这会影响电路的功率和效率。

三相交流电路的连接方式三相交流电路的连接方式主要有三种：星形连接、三角形连接和混合连接。

1. 星形连接星形连接是指三相电源分别连接到一个中心节点上，形成一个星型结构。

这样连接的优点是电路中各相电压和相位容易缩放和调整，同时，线路电阻也比较容易管理。

2. 三角形连接三角形连接是指三相电源两两相连接，形成一个三角形结构。

单元四三相正弦交流电路及其应用

了解三相对称电源及星形联结方式
及特点理解中性线的作用，会三相星形负载电路的连接和测量理解三相对称负载作星形、三角形

联结时的电压、电流及有功功率的
计算

了解保护接地的原理和保护接零的
方法及应用会正确装接三相负载电路
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现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三相交流供电系统在发电、输电和配电方面都具有很多优点，因此在生产和生活中得到了极其广泛的应用。学习本节要求理解对称三相交流电的概念；熟悉三相电路中相、线电压电流的关系；掌握对称三相电路的分析和计算方法；重点理解中线的作用；了解不对称三相电路的简单分析方法。

三个线电压也是对称的，
且超前与其相对应的相电压30°电角。
UU
V
-UU -UW
UVW
30
30
30
U UV 3U U 30 U l 30 3U 30 U 90 U VW V l 3U 30 U 150 U WU W l
任务一三相电源及联结
任务二三相负载的联结
任务三安全用电
三相电源及连接
1. 对称三相交流电由三个幅值相等、频率相同、相位互差120°的单相交流电源
所构成的电源称为三相电源。由三相电源构成的电路称为三相
交流电路。 u
uU
uV
uW
ωt
对称三相交流电的特征
0
T
大小相等，频率相同，相位
互差120º 。
由此例可得，对称三相电路的计算可归结为一相电路计算，其它两相根据对称关系可直接写出。
【例2-14】三相对称负载采用星形连接，线电压

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此相隔120°。三相绕组的始端分别用U1、V1、W1表示，末端分
别用U2、V2、W2表示。这三相绕组分别称为U相绕组、V相绕组、 W相绕组。
在原动机的带动下，发电机转子沿逆时针方向以角速度ω旋转时，转子与定子间发生相对运动，相当于定子绕组在顺时针方
向上作切割磁力线运动。根据电磁感应定律，三相绕组将分别
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4.1三相电源
从上述讨论可归纳出三相电源星形联结具有以下特点：（1）三相电动势有效值相等，频率相同，各相之间相位差为。（2）相电压和线电压各自对称,各相电压之间相位差为,各线电
压之间相位差也为。（3）线电压是相电压的倍，且超前对应相电压30°。
由于三相电源的星形联结可以输出两种电压，所以使用范围很广。我国的低压供电系统中，通常所说的380V、220V电压，就是指电源成星形联结时的线电压和相电压的有效值，它们之间就满足 UL 3UP 的关系。二、三相电源的三角形联结将发电机三相绕组始末端依次连接，构成如图4-5所示的闭合电路，并将三个连接点作为三相电源输出点，向外引出三根相线，这种接法称为三角形联结（或称Δ形联结）。
UV
WU
为U相电压，即
U •
UV
U U与V相电压
•
•
U U U V
•
U V之间
U U U
•
VW
•
V
• W
•
•
•
U U U
WU
W
U
（4-3）
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4.1三相电源
由此可作出线电压和相电压的相量图，如图4-4所示。从图中
可以看出：各线电压在相位上比各对应的相电压超前30°。又
因为相电压是对称的，所以线电压也是对称的，即各线电压之
间的相位差也都是120°。从该图可以推出同理可求 UVW、UWU ，得出
UUV 2UUCOS30
UUUVWV
3UU 3UV
（4-4）
UWU
3UW
在工程技术上，一般用U则式（4-4）可归纳为 NhomakorabeaL
表示线电压，用
U
P
表示相电压，
UL 3UP
（4-5）
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4.1三相电源
所谓相电压，指每相绕组两端的电压，也就是各相线与中性线之间的号电用压u。p 表三示相；相有电效压值的分瞬别时用值分UU别、用UV、uU1、 W 表u2示、。u3因来为表三示个，电通动用势符的最大值相等，频率相同，彼此相位差均为120°，所以三个相电压的最大值也相等，频率也相同，各相电压之间的相位差为120°，即三个相电压是对称的。
第四章三相交流电路及其应用
4.1三相电源 4.2三相电路分析 4.3三相电路的功率 4.4发电、输电及工业企业配电 4.5安全用电
4.1三相电源
4.1.1三相对称电源的产生
三相交流电由三相交流发电机产生。图4-1是一台三相交流发电机的示意图它主要由定子（磁极）和转子（电枢）组成。发电机的转子绕组有U1—U2，V1—V2，W1—W2三个，每一个绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构相同，它们在定子圆周上彼
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4.1三相电源
当发电机绕组接成三角形时，由于每相绕组直接跨接在两相线
之间，所以线电压等于相电压，即 U L U P
（4-6）
这种供电系统与星形联结相比，只有一种电压输出，由于发电机为三12相0°绕，组任对意称两，相每电相压电的压相量UU和、与UV第、U三W相电数压值大相小等相，等相、位方差向相反。
所以有相量图如图4-6所示。
•
•
•
U U U V U W 0
（4-7）
由于三相电压相量图和为零，在三角形回路中就不会有电流。但如果一相绕组接反，导致三相绕组电压相量和不为零，而为一相电压的两倍。由于发电机绕组阻抗小，三角形回路中将产生很大的环流，给发电机绕组带来烧毁的危险。加之它只能输出一种电压，所以在工程技术上，三相电源的三角形联结很少使用，大量使用的是星形联结。
产生感应电动势 eu、ev、ew 。由于绕组完全对称，eU互相在空间上相差120°，三相感应电动势最大值相等，频率相同，但初相位相
差120°。若以U相电动势为参考量，则三相电动势瞬时值表
达式为（4-1）
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4.1三相电源
eU eV
Em sin t
Em sin t 120
eW Em sin t 120
势在任一瞬间的代数和为零，即 eU eV eW 0
（4-2）
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4.1三相电源
4.1.2三相对称电源绕组的联接
一、三相电源的星形联结将发电机三相绕组的末端U2、V2、W2联结在一点，三相绕组的始端U1、V1、W1分别与三相电源输电线相联，并通过该输电线路将电能送往变、配电所或用电设备，这种接法称为三相电源的星形联结（或称Y形联结）。如图4-3所示。图中三个末端相联结的点称为中性点或零点，在线路上用符号“N”表示，从中性点引出的导线称为中性线或零线。三相绕组的接线端子用U、V、W表示，从三相绕组始端U1、V1、W1引出的三根导线称为相线，分别用L1、L2、L3表示，因为它们与中性线之间有一定的电压，所以俗称火线。由三根相线和一根中性线所组成的输电方式称为三相四线制（通常在低压配电中采用）；只由三根相线所组成的输电方式称为三相三线制（在高压输电工程中采用）。三相电源的星形联结可以输出两种电压：即相电压和线电压。
线电压是指各相绕组始端之间的电压，也就是各相线之间的电压。
它别的用瞬UU时V、值U用VW、u1U2、 WUu表23、示。u31与来相表电示压，之通间用的符关号系用类u似l 表，示各；线有电效压值之分
间相位差为120°，它们之间也是对称的。
•
•
根的据电相位电差压，与同线理电可压得的定U• V义W 、，UU•
由式（4-1）可画出该三相电动势的波形图和相量图，如图4-2 所示。
由解析式、波形图和相量图均可看出：发电机产生的三相感应电动势，U相电动势超前V相电动势120°相位，V相电动势超前W 相电动势120°相位，W相电动势超前U相电动势120°相位。
三个电动势到达最大值（或零）的先后次序叫做相序。上述的三个电动势的相序是第一相（U相）→第二相（V相）→第三相（W相），这样的相序叫正序。由相量图可知，如果把三个电动势的相量加起来，相量和为零。由波形图可知，三相对称电动