电工电子技术电路分析三相交流电路
《电工电子学》实验报告三相交流电路实验报告
中国石油大学（华东）现代远程教育实验报告课程名称：电工电子学实验名称：三相交流电路实验形式：在线模拟+现场实践提交形式：在线提交实验报告学生姓名：任永胜学号：1995738000111年级专业层次：年级：1903 层次：高起专专业：机电一体化技术学习中心：府谷奥鹏学习中心提交时间：2019年11月1日二、实验原理答： 1. 对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系，三相电路中，负载的连接分为星形连接和三角形连接两种。
一般认为电源提供的是对称三相电压。
（1）星形连接的负载如图1所示：图1 星形连接的三相电路A、B、C表示电源端，N为电源的中性点（简称中点），N' 为负载的中性点。
无论是三线制或四线制，流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线电流：（下标I表示线的变量，下标p表示相的变量）在四线制情况下，中线电流等于三个线电流的相量之和，即端线之间的电位差（即线电压）和每一相负载的相电压之间有下列关系：当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线电流等于零，而线、相电压满足：（2）三角形连接的负载如图2所示：其特点是相电压等于线电压：线电流和相电流之间的关系如下：当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，此时线、相电流满足：2.不对称三相电路在三相三线制星形连接的电路中，若负载不对称，电源中点和负载中点的电位不再相等，称为中点位移，此时负载端各相电压将不对称，电流和线电压也不对称。
在三相四线制星形连接的电路中，如果中线的阻抗足够小，那么负载端各相电压基本对称，线电压也基本对称，从而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。
但由于负载不对称，因此电流是不对称的三相电流，这时的中线电流将不再为零。
在三角形连接的电路中，如果负载不对称，负载的线、相电压仍然对称，但线、相电流不再对称。
如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。
3.三相负载接线原则测量项目工作状态测量项目工作状态。
电路分析基础 课题五 三相交流电路分析
对称三相正弦量（包括对称三相电动势、对称三相电压、对称三相电流）中三个正弦量的瞬时值之和为零。
♕通常三相发电机产生的都是对称三相电源。 三相电压到达振幅值（或零值）的先后次序称为相序。在图5-2中，三相电压到达振幅值的顺序为uA、uB 、uC，其相序为A—B—C—A。对于三相电压其相序为A—B—C—A的称为顺相序，简称顺序或正序。当电枢 顺时针旋转时，三相电压达到振幅值按uA—uC—uB—uA的顺序循环出现，这时三相电动势的相序A—C—B— A称为逆相序，简称逆序或负序。工程上通用的相序是顺相序，如果不加说明，都是指的这种相序。
课题五 三相交流电路分析
项目导入 生产车间供电电路
项目描述
我国绝大多数家庭照明的电气设备用的都是“220V，50Hz”的单相正弦交流电，房 间内的灯和其他用电设备都并联在220V的线路上面；大功率电器，如中央空调、烤箱 和洗碗机等，都接在380V的电源线上。供电部门一般通过12000V的输电线路，将电 能输送到用户附近，再通过降压变压器获得220V/380V交流电。一个小区或者一栋大 楼一般均匀分配给三部分用户，以获得基本对称的三相负载。
一个三相电源发出的总无功功率等于电源每相发出的无功功率的和，即：Q=QA+QB+QC 每相负载的无功功率等于相电压乘以负载相电流及其夹角的正弦，即： QP UPIPsin
三相交流发电机的示意图
♔三相电源之间一定是对称的，这是人为设计的结果。
每相绕组的端点A、B、C作为绕组的起端，称做“相头”；而端点X、Y、Z当做绕组的末端，称做“相 尾”。三个相头之间（或三个相尾之间）在空间上彼此相隔120°。电枢表面的磁感应强度沿圆周做正弦分布， 它的方向与圆柱表面垂直。在发电机的绕组内，规定每相电源的正极性分别标记为A、B、C，负极性分别标记 为 X、Y、Z。当电枢逆时针方向等速旋转时，各绕组内感应出频率相同、振幅值相同、相位相差120°的电动势 （或电压源），这三个电动势称为对称三相电动势（或对称三相电源）。
电工电子学实验报告_实验三_三相交流电路
一、实验目的1.学习三相交流电路中三相负载的连接。
2.了解三相四线制中线的作用。
3.掌握三相电路功率的测量方法。
二、主要仪器设备1.实验电路板2.三相交流电源3.交流电压表或万用表4.交流电流表5.功率表6.单掷刀开关7.电流插头、插座三、实验内容1.三相负载星形联结按图3-2接线，图中每相负载采用三只白炽灯，电源线电压为220V。
图3-2 三相负载星形联结(1))。
U UV/V U VW/V U WU/V U UN/V U VN/V U WN/V219 218 220 127 127 127表3-1(2)按表3-2内容完成各项测量，并观察实验中各白炽灯的亮度。
表中对称负载时为每相开亮三只测量值负载情况相电压相电流中线电流中点电压U UN’/V U VN’/V U WN’/V I U/A I V/A I W/A I N/A U N’N/V对称负载有中线124 124 124 0.268 0.266 0.271 0无中线125 125 123 0.268 0.267 0.270 1不对称有中线126 125 124 0.096 0.180 0.271 0.158负载无中线167 143 78 0.109 0.192 0.221 50表3-22.三相负载三角形联结按图3-3连线。
测量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用，具体接法见图3-4所示。
接好实验电路后，按表3-3内容完成各项测量，并观察实验中白炽灯的亮度。
表中对称负载和不对称负载的开灯要求与表3-2中相同。
图3-3 三相负载三角形联结图3-4 两瓦特表法测功率测量值负载情况线电流(A) 相电流(A) 负载电压(V) 功率(W) I U I V I W I UV I VW I WU U UV U VW U WU P1P2对称负载0.600 0.593 0.598 0.348 0.345 0.352 213 212 215 -111 -109 不对称负载0.428 0.313 0.508 0.124 0.234 0.355 220 217 216 -89.8 -63.4表3-3四、实验总结1.根据实验数据，总结对称负载星形联结时相电压和线电压之间的数值关系，以及三角形联结时相电流和线电流之间的数值关系。
电工电子技术--三相负载
若绕组的额定电压 = 电源的线电压
应作 联接
1
若绕组的额定电压 = 3 电源线电压
应作 Y 联接
下页图所示：
若绕组的额定电压 = 1 电源线电压=电源相电压
3
应作 Y 联接
若绕组的额定电压 = 电源的线电压
前提：三个灯泡构成对称的三相负载。
知识点：
1、负载 Y 联接时，线电流等于相电流。 2、负载 Δ 联接时，线电流在数值上等于相电流的 3 倍。线电流比相 应的相电流滞后30。 3、三相负载的联接原则：应使加于每相负载上的电压等于其额定电 压。而与电源的联接方式无关。
•
•
•
•
IN IAIBIC 0
I•B
U•B
U•A
I•A
对称负载相量图
对称负载可以去掉中线。
零线可以取消。 成为三相三线制
高压传输，负载 相同，常采用三 相三线制
对称负载可以去掉中线，由三相四线制而成为三相三线制系统。
但是如果三相负载不对称, 中线上就会有电流IN通过,
此时中线是不能被除去的, 否则会造成负载上三相电 压严重不对称, 使用电设备不能正常工作。
负载对称时，三相电 流也对称。
如：
•
I A 1030 A 可知：
•
I B 10 90 A
•
I C 10 150 A
三、三相负载的△形联接
1、联接形式：每一相负载分别接在线与线之间。
特点：三相对称负 载Δ联接时与电源 的联接方式无关。
原则：三相负载要 对称，否则会造成 环流而产生故障.
4.三相负载连接原则
1. 电源提供的电压必须=负载的额定电压。以此为原则确定负载 连接方式；
2. 不对称三相负载，（如3个单相负载组成的三相负载）应尽量 均衡地分配到三相电源上。
《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
电路分析基础第6章 三相交流电路
据基尔霍夫定律可得，中线电流等于零，即
I NI UI VI W0
(6-13)
如果此时把中线去掉，只用三根线连接电源和负载，则
为三相三线制电路(Y-Y)。工业生产上所用的三相负载(如三
相电动机、三相电炉等)通常情况下都是对称的，可用三相
三线制电路供电。但是，如果三相负载不对称，中线中就会
有电流通过，此时中线不能除去，否则会造成负载上三相电
第6章三相交流电路
第6章 三相交流电路
6.1 三相电源 6.2 三相负载的连接 6.3 三相电路的功率 本章小结 阅读材料：安全用电常识 实验10 三相交流电路电压、电流的测量
1
第6章三相交流电路
6.1 三相电源
所谓三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相 位依次互差120°的正弦交流电源按一定方式连接而成的电
20
第6章三相交流电路
6.2.1 若把对称三相负载ZU、ZV、ZW一端连在一起，成为一
个公共点N′(称为负载的中点)，并接到三相电源的中线上， 而各负载的另一端分别接到三相电源的端线上，就构成星形 连接，如图6-7所示。用四根导线把电源和负载连接起来的 三相电路，称为三相四线制电路(Y0-Y0供电系统)。
三相四线制供电系统可输送两种电压：一种是相线与中 线之间的电压UU、UV、UW，称为相电压；另一种是相线与 相线之间的电压UUV、UVW、UWU
9
第6章三相交流电路
如图6-3(b)所示，通常规定相电压的参考方向从始端指 向末端(从相线指向中线)，线电压的参考方向规定为由下标 中的前一字母指向后一字母，例如UUV，则是由U端指向V 端。由图6-3(b)可知，各线电压与相电压之间的关系为
(2)流过每相负载的电流称为相电流，有效值IP。各相电
电工电子技术_三相正弦交流电路
第3章 三相正弦交流电路
2
知识点：
1.三相交流电的产生，三相电源的连接。 2.三相负载的星形连接和三角形连接。 3.三相电路功率的计算。 4.安全用电的常识。
要求掌握：
1.三相交流电的产生及三相电源的连接特点。 2.三相负载星形连接的电路特点与分析方法。 3.三相负载三角形连接的电路特点与分析方法。 4.三相电路功率的计算方法。
图3.6 电源的三角形连接
3.3
8
三相负载的连接
两种三相负载的接线示意图
使用交流电的电气设备种类繁多，其中 有些设备需要接到三相电源上才能正常工作 图3.7 ，如三相交流电动机、大功率三相电炉等， 这些设备统称为三相负载，这种三相负载的 各相复阻抗总是相等的，称为三相对称负载 。而另一些设备，如各种照明灯具、家用电 器、电焊变压器等只需接到三相电源的任意 一相上就可以工作，这类负载称为单相负载 ，为了使三相电源供电均衡，大批量的单相 负载总是尽量均匀地分成3组接到三相电源上 ，对于三相电源来说，这些大批量的单相负 载在总体上也可以看成三相负载，但这类负 载各相的阻抗一般不可能相等，称为三相不 对称负载。图3.7为这两种三相负载的接线示 意图。
3.5
19
安全用电常识
5. 安全用电常识 1）遇到有人触电时，应立即拉开电源开关或拔下熔丝，切断电源。 2）触电者脱离电源后，必须立即抢救。 3）如果触电者已失去知觉，呼吸困难，有痉挛现象，但心脏还在跳动， 则应使触电者平卧，保持周围空气流通，并迅速请医生诊治。如果触电者呼 吸、脉搏、心跳均已停止，则应立即进行人工呼吸及心脏按摩，促使心脏恢 复跳动，在医务人员赶到之前，不能中断急救工作。
图3.17 保护接零
图3.18
错误的接零法
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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
路
iA +
设 UA为参考正弦量
uA
N
–
iN
––
uB + uC
iB
则有 UA UA0
N
ZB ZC
UB UB 120 UC UC120
+
iC
电路及电压和电流的参考方向如图示
每相负载中的电流Ip称为相电流 每根相线中的电流Il称为线电流
负载为星形联接时，
三相负载采用何种联接方式由负载的额定电压决定。
当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接；
当负载额定电压等于电源线电压时采用三角形联接。 A
三
B C
相 四 线
N
制
Z1
Z2
Z3
星形联接
三角 形联
接
M 3~
4.2 三相交流电路的分析
三相四线制电路
~
A
B
~
C
当单相负载 的额定电压等 于电源的相电 压时，应将负 载接在相线与 中性线之间。
解：由相量图得
U• CA
U• C
U•AB =380 0ºV U•BC =380 –120ºV
U• AB
UP= Ul / 3 =380/ 3 =220V
U• B
U• A
U•A=220 –30ºV U•B =220 –150ºV
U• BC
U•C =220 90ºV
4.1.3 三相电源的三角形联接
A Z
负载线、相电流相等
即 Ip Il
4.2. 2 负载星形联接的三相电路
iA
设 UA为参考正弦量
+
则有 UA UA0 UB UB 120 UC UC120
uA
N
–
iN
––
uB + uC
iB
每相负载中的电流
+
iC
IA
UA ZA
U A0
ZA A
IA A
IB
UB ZB
U
B 120
ZB B
IB 120
A
Z
S
Y
B N CX
(2) t=120º时,B相绕组的
感应电动势达到最大。
(3) t=240º时,C相绕组的
感应电动势达到最大。
各相绕组中感应电动势的参考方向
e
ee
ee
e
三相交流发电 机结构示意图
AX ×
BY ×
CZ ×
对称三相电动势
相序A-B-C
A BC
+
+
+ Em
eA eB eC
eA eB eC
U• C
–
•
UA
发电机绕组星形联接, 可提供两种数值的电压。
电源绕组星形联接时线电压与相电压的关系
–U•A U• C
U• CA
30º
•
相电压
UAB
30º –U•B
U• A=UP 0º
U• B =UP–120º U•C =UP120º
•
UA
线电压 U•AB= U•A – U•B
U• B 30º –U• C U• BC
﹣ ﹣﹣ 0
2
t
X YZ
•
EC
120°
120°
E• B
120°
相量图
–Em • EA
eA= Emsin t eB= Emsin ( t– 120°) eC= Emsin ( t– 240°)
对称三相电动势的幅值相等, 频率相同, 彼此间的相位差也相等。
三相电压
对称三相电压的波形图 以uA为参考正弦量，则有
uCA
+ uC – +
B
uBC +–
+
C
电源三相绕组首端 与末端之间的电压称为 相电压; 其有效值用UA 、 UB、 UC表示或一般用 UP 表示。
两条相线之间的电压 称为线电压。 其有效值用 UAB、UBC、 UCA表示或一 般用Ul 表示。
线、相电压之间的关系
uAB uA uB
uBC uB uC uCA uC uA
第4章 三相交流电路
4.1 三相电源 4.2 三相交流电路的分析 4.3 三相电路的功率 4.4 安全用电常识
三相交流电路
三相交流电路在生产上应用最为广泛。发电和输配电一般 都采用三相制。在用电方面，最主要的负载是三相电动机。
三相电压
三相电压是由三相发电机产生的频率相同、幅值相等、相位 互差120°的三相对称正弦电压，若以uA为参考正弦量，则
uA Um sint uB Um sin(t 120 ) uC Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
也可用相量表示 UA U0 UB U 120 UC U120
4.1 三相电源
4.1.1 三相正弦交流电的产生
(1) t=0时,A相绕组的感
应电动势达到最大。
B
IC
UC ZC
UC120
ZC C
IC120
C
N
ZB ZC
4.2. 2 负载星形联接的三相电 路
iA
设 UA为参考正弦量
则有 UA UA0 UB UB 120 UC UC120
+
uA
N
–
iN
––
uB + uC
iB
ZA
N
ZB ZC
每相负载中的电流 的有效值为
+ iC
IA
UA ZA
IB
UB ZB
IC
UC ZC
各相负载的电压与电流的相位差为
A
arctan
XA RA
B
arctan
XB RB
C
arctan
XC RC
中性线中的电流为
IN IA IB IC
2. 三相对称负载
ZA =ZB= ZC =Z , I•A、I•B与 I•C是一组对称三相电流。
4.1.2 三相电源的星形联接 相电压
A
中
性
•
EA
点
E• C N
•
C UC
相线
U• A
U• AB
中性线
U• B
E• B
相线
B
相线
U• CA U• BC
U•A = E• A U•B = E• B U• C = E• C 线电压
U• AB= U•A – U•B
U• BC= U•B – U•C
U• CA=