电工学简明教程三相电路要点
第12章 三相电路(1)要点
–
–
3 ) 30 0 Z
+
ab 300 3I
三相电路由三相电源、三相负载和三相 输电线路三部分组成。
三相电路的优点
① 发电方面：比单项电源可提高功率50％； ② 输电方面：比单项输电节省钢材25％； 配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便 于接入负载； 运电设备：结构简单、成本低、运行可靠、维 护方便。
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以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应 用，是目前电力系统采用的主要供电方式。
A B C A
1. 名词介绍
–
– Z –
Y
UA
+ +
Z –
+ UA
N ①端线(火线)：始端A, B, C 三端引出线。 ②中线：中性点N引出线， 连接无中线。
返 回
UC
Y
–
+
UB
UC
X
– +
+
B
UB
C
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X
IA
– + + +
+ UA B UCA UA UA UA B UCA Y IB B X IB – U C B U BC UB + C UB Z – U BC IC Y UC C N IC UA, UB, UC ③相电压：每相电源的电压。
o
IA
A
UB U 120 o
–
–
第 4 章 三相电路要点
第4章三相电路4－1 三相正弦交流电源三相正弦交流电动势的产生三相电源的联结4－2 三相负载电路负载星形联结——Y联结负载三角形联结—— 联结4－3 三相电路的功率第4章三相电路•基本要求掌握三相交流电的表示方法；掌握三相电源的星形联接和三相负载的星形、三角形联接；掌握对称三相电路中相电压（相电流）、线电压（线电流）的关系；能计算对称三相电路的电压、电流和功率；了解三相四线制供电方式中线的作用和不对称负载的概念。
•重点对称三相电路中相电压（相电流）、线电压（线电流）的关系。
4－1 三相正弦交流电源•基本概念•三相正弦交流电的产生•三相电源的联结三相电路基本概念•三相制：由三个频率相同、幅值相等、相位彼此相差120º的电动势（即三相电源）供电的体系•三相电路：由三相电源供电的电路•采用三相制输配电的理由（与单相电路相比）三相交流电机的制造节省材料、成本低；三相电机工作性能好、效率高；三相输电经济；对称三相交流电路的瞬时功率不随时间变化，与其平均功率相等24sin )0(e e e -sin sin(120)sin(120)A M B M C M E t E t E t ωωω==-︒=+︒三相正弦交流电的产生 •三相正弦交流电由三相交流发电机产生 转子铁心定子绕组 机座 定子铁心 励磁绕组 转子 定子 定子上有对称三相绕组：A －X ，B －Y ，C －Z ，分别称为A 相、B 相和C 相 首端 末端 励磁绕组通直流电后产生磁场，精心设计转子磁极面的形状，可以使空气隙中的磁感应强度B 按正弦规律变化 转子匀速旋转时，定子三相绕组依次切割磁力线产生按正弦规律变化的感应电动势e A 、e B 、 e C ，由于定子绕组完全相同但彼此相位差120º，所以e A 、e B 、 e C 幅值相等、频率相同、相位彼此相差120º，称为对称三相电动势 三相绕组中电动势到达最大值的顺序称为相序 对称三相电动势的瞬时值表达式： 对称三相电动势的相量表达式：0120120A B C E E E E E E =︒=-︒=︒三相正弦交流电的产生 • 定子对称三相绕组及其对称三相电动势的简单图示 • 定子对称三相电动势的波形图• 定子对称三相电动势的相量图A B C e e e ++=0A B C E E E ++=三相电源的联结•互不相关的联结方式•星形联结•三角形联结三相电源的星形联结 三相三线制 三相四线制相线、端线、火线 中线、零线（接地时称地线）对称三相电动势 对称三相相电压 对称三相线电压 AB AO BO BC BO CO CA CO AO U U U U U U U U U ⎧=-⎪=-⎨⎪=-⎩线电压与相电压的关系： 线电压与相电压的相量图：2cos3032cos3032cos303AB AO AO BC BO BO CA CO CO U U U U U U U U U =︒==︒==︒=线电压与相电压的有效值关系： 330330330330330330AB AO A BC BO B CA CO C U U U U U U U U U =︒=︒=︒=︒=︒=︒线电压与相电压关系的相量表示：3l p U U =线电压与相电压有效值的一般关系式： 中点三相四线制配电线路三相四线制的低压配电系统中，可以得到两种数值的电压，若相电压U l =220V ，则线电压U p =380V ，一般照明、小型家电和电子仪器使用相电压，动力及三相负载使用线电压三相电源的三角形联结线电压与相电压的关系：l p U U4－2 负载的联结•交流用电设备分类：单相和三相负载 •负载接入电源的原则加于负载的电压必须等于负载的额定电压 应尽可能使电源的各相负荷均匀、对称接入三相电路的各相负载的复数阻抗相等，即A B C Z Z Z ==•单相负载应按照其额定电压平均分接于三相电源的三个相电压或线电压上 •三相负载本身为对称负载，其额定电压和相应接法同时在铭牌上给出。
《电工基础教学课件》第7章三相电路
05
三相电路的故障诊断与维 护
三相电路的常见故障
01
02
03
04
缺相
一相或两相的电压或电流为零 ，其他两相或一相正常。
短路
三相中的任意一相对地或对其 他两相发生短路。
断路
三相中的任意一相断路。
接地故障
三相中的任意一相对地发生故 障。
故障诊断的方法与技巧
使用万用表检测电压和电流
通过测量各相的电压和电流，判断是否存在 异常。
替换法
用正常元件替换可能存在故障的元件，以确 定故障位置。
观察法
观察电路中是否有明显的烧焦、变色、松动 等现象，以及是否有异常声音。
程序分析法
根据电路的工作原理和流程，逐步排查故障
04
定期检查电线和连接处 是否松动或老化，及时 更换。
定期清理电器设备上的 灰尘和污垢，保持清洁。
总结词
掌握三相电路的功率测量方法
详细描述
通过实验测量三相电路的有功功率、无功功率和视在功率，理解功率因数和相角对功率的影响，掌握功率测量的 基本方法。
三相电动机的控制实验
总结词
了解三相电动机的控制原理和控制方 法
详细描述
通过实验观察三相电动机的运行状态 和控制效果，理解三相电动机的正反 转、调速和制动等控制原理，掌握基 本的控制方法。
有功功率
表示实际消耗的功率， 用于转换和传输能量。
无功功率
视在功率
功率因数
表示电感或电容元件所 交换的功率，用于维持
磁场和电场。
表示电源提供的总功率， 包括有功功率和无功功
率。
有功功率与视在功率的 比值，用于衡量电源的
效率。
三相电路的功率测量
三相电路基础知识讲解
A'
•
U •
I ab
IB A'N 'ZAB
ZCA• I ca
B'
•
IC
•
I
bc
ZBC
C'
负载的相电压：每相负载上的电压。 U A'N ' ,U B'N ' ,U C'N '
负载的线电压：负载端线间的电压。 U A'B' ,U B'C' ,U C'A' 线电流：流过端线的电流。 IA , IB , IC 相电流：流过每相负载的电流。Iab , Ibc , Ica
•
UBC
•
UBN
•
UCN
U
120o
U120o
3U 90o
•
U CA
•
UCN
•
UA
N
U120o
U0o
3U150o
利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：
•
UCA
•
UCN
30o
•
30
U
U BN
AB
U o • AN
30o
•
UB N
•
UB C
一般表示为：
•
UAB
3
•
U
AN
30o
•
UBC
3
•
U AN
•
UBN
•
UCN
1
•
U
AB
30o
3
1
•
U
B
C
30o
3
1
•
U
CA
三相电路重要知识点
.精品第十一章 三相电路重点：1． 三相电路中的相电压与线电压，相电流与线电流的概念及关系 2． 熟练掌握对称三相电路的计算 3． 掌握不对称三相电路的计算方法11.1 三相电源11.1.1 三相制目前世界上的电力系统普遍采用三相制。
所谓三相制是讲三个频率相同，大小相等相位互差120o的电压源作为供电电源的体系。
11.1.2 三相电源一、波形由三相交流发电机供电时，由于其工艺结构使得产生的三相电源具有频率相同，大小相等相位互差120o 的特点。
三相电压的相序为三相电压依次出现波峰（零值或波谷）的顺序，工程上规定：ABC 为顺序（正序）而ACB 这样的相序成为逆序（反序）。
U AU二、各相电压V t U u m A sin ω=o 0∠=U AU V t U u m B )120sin(o -ω= A B U U U 2o 120α=-∠= V t U u m C )120sin(o +ω=ACU U Uα=∠=o 120 其中，α为工程上常常用到的单位相量算子：23211201o j+-=∠=α。
相量图见上图。
11.1.3 三相电源一、连接方式1．星型连接与三角形连接.精品A _ +C U AU + B U _ B _+CA C+图13- 三相四线制三相电源的连接方式一般采用星型连接： 二、几个概念1．中点（零点）：三相电压源的末端连接在一起，形成的连接点，一般用该点作为计算的参考点 2．中线（零线）：由中点引出的导线3．火线：由每一相的三相电压源的始端引出的导线4．相电压：每一相电压源的始端到末端的电压，即火线与中线之间的电压 5．线电压：任意两相电压源的始端之间的电压，即两根火线之间的电压 三、相电压与线电压的关系 1．相线关系 各相电压为： o 0∠=p U A U ，o 120-∠=p B U U ，o 120∠=pC U U 所以：o o o o 3033031200∠=∠=-∠-∠=-=A p p p B A AB U U U U U U U o o o o 303903120120∠=-∠=∠--∠=-=BpppCBBCU U U U U U Uoooo30315030120∠=∠=∠-∠=-=Cp p p A C CA U U U U U U U 可见，每一个线电压与相应相电压的关系是：线电压的大小为相电压大小的3倍，即p l U U 3=，且超前相应相电压o30。
三相电知识要点课件
UP，线电压 。
•
2、正序对称三相星形连接电源，若UVW 380 30V ,
则U• UV =
V ，U• U =
V，U• W=
V。
•
•3、正序对称三相•三角形连接电源，• 相电压UW 220 90V
则U U =
V，U V =
V，U UV =
V，
•
U VW =
=
•
V，U WU =
。
•
•
•
V，U UV U VW U WU
U VW
,
ZVW
•
•
I WU
U WU
Z WU
•
•
•
I U I UV I WU
•
•
•
I V I VW I UV
•
•
•
I W I WU I VW
第5章 三相正弦交流电路
如果负载对称, 即
ZUV ZVW ZWU Z
•
•
•
I UV
UUV
UUV
ZUV
Z
•
•
•
•
IVW
U
UVW
UUV
IU2 3
30
第5章 三相正弦交流电路
5.1.2 三相电源的星形（Ｙ）连接
－ uU ＋
1、接法：三个绕组的末端接 在一起，从三个始端引出三根 导线
N
－ uV ＋
U
V
－ uW ＋
W
N
图 5.4 三相电源的星形连接
第5章 三相正弦交流电路
2、名词解释 端线（火线）：从始端引出的导线 中性点N：三个末端的节点 中线：从中性点引出的导线 三相四线制：有中线，可提供两组对称三相电压 三相三线制：无中线，只能提供一组对称电压 线电压：端线与中线间的电压 相电压：两根端线间的电压
电工基础实用教程4-1三相电源简明教程PPT课件
+ L
相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压 、U 、U Up U 1 2 3 线电压：端线与端线间的电压
3
、U 、U U
Ul
电 工 基 础
(2)线电压与相电压的关系
相量图
L1 N
u1
+ – + – ––
u12
U 3
U 2
30°
U 12 U 1
– L + 2 + u3 u + + – 23 L3 U 2 根据KVL定律 由相量图可得 U U U
电 工 基 础
4.1 三相电源
(首端) U1
+ –
V1 + –W1 Biblioteka – W2_+
e
+
U1
e
_ •
U2
(尾端) U2
e 1 e2
V2
e3
图4.1.2 三相绕组示意图
图4.1.3 每相电枢绕组
电 工 基 础
铁心（作为导磁路经） 定子 匝数相同 三相绕组 空间排列互差120 发电机结构 转子 : 直流励磁的电磁铁
电 工 基 础
三相电压瞬时表示式
u1 Em si n t u2 Em si n( t 120) u3 Em si n( t 120)
三相电压的相量表示
U 0 U U 1 1 3 U 2 U 120 U ( j ) 2 2 U 120 U ( 1 j 3 ) U 3 2 2
电 工 基 础
3. 三相电源的三角形联结
L1
+
–
u12 u 31 –
电路与电子技术简明教程 第4章 三相交流电
反相序或逆相序。对于三相电动机，如果相序反了，就会反转。今后，如果不加说明，我
们都认为是正相序。
三相电源连接方式
将三相电源按一定方式连接之后，再向负载供电。三相电源通常有两种连接方式，即 星形（Y形）和三角形（∆形）。
三相电源连接方式
三相电源通常采用星形连接方式，如图所示。
星形连接方式是将三个单相电源的尾端（即负端A2B2C2）连接在一起成为一个公共端， 称为中点，用N表示。从中点引出的导线称为中线或零线。从各相电源的首端（即正端 A1B1C1）引出的线称为相线，又称为火线。在低压配电系统中，采用三根相线和一根中线 输电，称为三相四线制；在高压输电工程中，由三根相线组成输电线路，称为三相三线制。
3U 30o 3U 90o
UCA UCN UAN U 120o U 0o 3U 150o
三相电源连接方式
如图所示为线电压和相电压向量图。
三相电源作星形连接时，三个相电压和三个线电压均为三相对称电压，线电压与相电
压数值之间的关系为：
UL 3UP
（4）
各线电压的有效值为相电压有效值的 3 倍，且线电压相位比对应的相电压超前30°。
感谢观看
U
AB
U BC
UA UB
U 0o U 120o
UCA UC U 120o
有相量图如右图所示，线电压与相电压之间的关系为
UL UP
即，线电压就是相电压。
（5）
三相电源连接方式
在三角形连接中，三个单相电源构成一个回路，由式（3）可知回路的总电压为零， 这样在回路中不会产生电流。
特别注意：如果有一个单相电源接错，那么回路的电压不为零，我们知道每一个单相 电源都相当于发电机的一个绕组，而绕组的电阻是非常小的，这样回路中便会产生很大的 电流，很容易造成设备的损坏。
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也可用相量表示
· U1 = U
0
· U2 = U
120
· U3 = U
120
51 三相电压
对称三相电压的波形图 以 u1 为参考正弦量，则有
Um
u1
u2
u3
0
2–Umຫໍສະໝຸດ 对称三相电压相量图• U3
120
120
• U1
120 • U2
三相交流电压出现正 t 幅值(或相应零值)的顺序
称为相序。在此相序为
u1 u2 u3
U·2
(2) U12 = √3 U1
(大小关系)
-U·2
U·12
300 U·1
U·23
U12 超前 U1 30o (相位关系)
推出一般结论: Ul = √3 Up U·l 超前于与之对应的 U·p 30o
5.2 负载星形联接的三相电路
三相负由载三采相用电何源种供连电接的方负式载由称负为载三的相额负定载电压决定。
UVW
分析问题时一般都采用这 种相序。
5.1 三相电压
三相电源的星形联结
相线
中性点 或零点
N
+
+ – L1
u1 中性线
–
u12
––
N
u2
u31
+ u3 – +
L2
u23
+– +
L3
始端与末端之间的 电压称为相电压；其有 效值用 U1 、 U2、 U3 表 示或一般用 Up 表示。
两始端间的电压称 为线电压。其有效值用 U12、U23、U31 表示或一 般用 Ul 表示。
线、相电压间相量关系式
U12 U1 U2 U23 U2 U3
U31 U3 U1 相量图
•
U3
U&12
30o
30o •
U2
30o •
U1
U&23
◆结论:
(1) 相电压对称: Up = U1 = U2 = U3
，幅角互差120o
U·31 。
U·3
线电压也对称: Ul = U12 = U23 = U31 ，幅角互差120o 。
当负三载相额定电压对等称于(三电个源相相的电复压阻时抗采相用等星)形联结。
L1 当负负载载额定电压不等对于称电(由源多线个电单压相时负采载用组三成角)形联结； 三
L2
相 四
L3
线
N
制
Z1
Z2
Z3
星形联结
三角形 联结
M 3~
5.2 负载星形联接的三相电路
+
i1
u1
N
–
iN
––
u2 + u3
i2
+
i3
设 U1 为参考正弦量
Z1 则有 U1 U1 / 0
N
Z2
Z3
U2 U2 /－120 U3 U3 / 120
每相负载中的电流
I1
U1 Z1
U1 / 0
Z1 1
I1
1
每电每中相路根性负及相线载电线中II中压中32的的和的电UU电ZZ电电流3322流流流为的IUUIpZl 参32Z称称3//21考为为210方线相322I0向电电N 如I流流2 I图I211示20I122负负0即载载I33线为2、星Ip相形=电联Il流结相时等，
必须有中线。
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[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
灯额定电压 UN = 220 V。求负载相电压、相电流及中性线电流。
第5章 三相电路
(首端) U1 V1 W1 + ++
三相交流电的产生:
分两部分:
e–1 e–2 –e3
(尾端) U2 V2 W2
1. 静止部分:定子铁芯 线圈
2. 转动部分:转子铁芯 线圈
三相绕组
尺寸、匝数相同 空间排列互差120
◆ 三相电源:产生对称 的三相电动势的电源。
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三相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。
中性线电流 IN 。
L1
IL1
+
U1
N–
IN
–
L3
U2 L2 + U–+3
IL2 IL3
R3
R1
N R2
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L1
IL1
+
U1 N–
IN
–
L3
U2 L2 + U–+3
IL2 IL3
R3
R1
N R2
解：已知：U12 380 30 V U1 220 0 V
(1) 线电流
IL1
负载对称时，中性线电流为
零，所以可以去掉中性线，成为
三相三线制电路。
◆ 结论: 若负载对称,相电流和线电流就对称。
Ip = Il 相位相同。
∴ I·p = I·l
讨论: 1. 负载对称时, I·N = I·1 + I·2 + I·3 = 0 一般中线可不要。
2. 负载不对称时, I·N = I·1 + I·2 + I·3 ≠0
线、相电压之间的关系
u12 = u1 u2 u23 = u2 u3 u31 = u3 u1
5.1 三相电压
三相电源的星形联结
+
+ – L1
u1
–
u12
N
–– u2
N
u31
U&31
+ u3 – +
L2
u23 +– +
L3
线、相电压之间的关系
u12 = u1 u2 u23 = u2 u3 u31 = u3 u1
i2
|Z|
1
I1
I2
2
I3
3
Ip
Up Z
arctan
X R
N|Z| 因此，中性线电流为零，即
|Z|
I&N
I&1
•
I&2
I&3
0
U3 •
I3
+ i3
对称负载电压电流相量图
图中，若负载对称，即
Z1 Z2 Z3 Z
或 Z1 Z2 Z3 Z 1 2 3
•
I2
•
U1
•
I1
•
U2
本节主要讨论负载在三相电路中的连接使用问题。
5.1 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 120º的三相对称正弦电压， 若以 u1 为参考正弦量则
u1 = Umsint
u2 = Umsin(t 120)
u3 = Umsin(t 240) = Umsin(t + 120)
i1
L1 +
u1 –
iN
N– –
u2 +
i2
Lu2C
+ i3
L3
Z1
N Z2
Z3
图中，负载不对称相量图
•
U3
•
I3
•
I2
•
IN
•
U2
•
U1
•
I1
中性线中的电流不为零 IN I1 I2 I3 0
5.2 负载星形联接的三相电路
i1
由于电压对称，负载电流也对称，即
N
+
u1 –
iN
u– –
2
+
u3
U1 R1
220 0 A 44 5
0 A
三相对称 IL2 44 120A IL3 44 120A
中性线电流 IN IL1 IL2 IL3 0
[例 2] 图中电源电压对称，Up = 220 V；负载为电灯组，
在额定电压下其电阻分别为 R1 = 5 ，R2 = 10 ，R3 = 20 。电