电路分析基础三相电路
电路分析基础课件第十一章三相电路
使用电路仿真软件，如Multisim、PSPICE等，建立三相电路的电路图，并进 行仿真分析。
软件
Multisim、PSPICE等。
三相电路实验与仿真的结果分析
结果分析
通过实验和仿真，可以观察三相电路中各相的电压、电流和功率，了解三相电路 的特性和规律，并对比实验与仿真的结果，分析误差来源。
误差分析
采用无功补偿装置、调整负载性质、提高系统电压等。
05
三相电路的实验与仿真
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
三相电路实验的目的和设备
目的
通过实验了解三相电路的基本原理和特性，掌握三相电路的 分析方法。
设备
三相电源、三相电机、电流表、电压表、功率表、导线等。
三相电路仿真的方法和软件
02
三相电源
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
三相交流电的产生
三相交流电是由三个相位差为 120度的正弦波组成的，通常由
三个发电机产生。
三相交流电的产生通常是通过将 三个独立的单相交流发电机连接 到一个共同的轴上，以保持相位
差恒定。
产生三相交流电的发电机通常包 括汽轮发电机和水电站水轮发电
线圈绕组，如电动机、变 压器等。
电容性负载
电容器，用于滤波、调谐 等。
三相负载的连接方式
星形连接（Y）
三相负载的三个末端连接在一起，每 个末端与三相电源的一相连接。
三角形连接（△）
三相负载的三个末端分别与三相电源 的三相连接。
三相负载的参数
01
02
03
04
额定电压
三相负载正常工作时的电源电 压。
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）。
电路分析基础三相电路
练 习题
1. 有一对称三相负载，试比较下列两种情况下通过各相负载 的相电流和线电流：
（1）连接成星形接于线电压为380V的对称三相电源； （2）连接成三角形后接于线电压为220V的对称三相电源。 2. 对称三相负载的阻抗为Z＝6＋j8Ω，电路的线电压为380V ，当它们作三角形连接时，求三相负载中的相电流和线电流。
2/3/2022
7.2 三相负载
三相负载是指需与三相电源连接才能正常工作的用电设备。三相负
载的连接方式也有：星形（Y）和三角形（ Δ ）两种。
7.2.1 三相负载的两种连接方式
这是常见三相负载的连接方式。其中图（a）是三相四线制Y接； 图（b）是三相三线制Y接；图（c）是三相三线制Δ接 。
2/3/2022
AB
IB
-ICA
IA
即：线、相电流的数量关系为：
相位上，线电流滞后相电流30°。
对称三相负载三角接时，总有UP＝UL、 UL＝1.732UP
2/3/2022
三
路举
1. 有一对称三相负载，每相电阻R＝4Ω，电感XL＝3Ω，连成星形接 于线电压为380V的对称三相电源上，求其相电流和中线电流。
因负载为星形连接，所以负载端电压等于电源相电压220V ，设uAB为参考相量，则：
A
中线断开，且一层楼发生短路故
障，此时B、C两相照明负载均与 N
A相构成通路，因此B、C两相负
载电压实际为电源线电压，是它
们额定工作电压的1.732倍，B、
C两相负载会因过压而损坏！
B
C
一层楼
二层楼
...
...
...
三层楼
照明电路安装时虽然对称，实际工作时往往不对称
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
电路基础原理中的三相电路解析
电路基础原理中的三相电路解析电路是现代社会中不可或缺的组成部分，而三相电路则是电路中的重要分支之一。
三相电路由三个相位相同但相位不同的交流电源组成，其特点在于稳定性高、功率大、传输距离远等，广泛应用于工业生产、能源输送等领域。
本文将对三相电路的基本原理、特点以及应用进行解析，帮助读者深入理解三相电路的工作原理。
一、三相电路的基本原理三相电路是基于交流电的原理构建而成的，其电源由三个相位相同但相位不同的交流电源组成。
相位不同的电源在时间上相互间隔120度，形成了一个周期内的连续电能输送。
三相电路中的电流和电压存在相位差，如当一个相位电压达到峰值时，其他两个相位的电压分别处于不同的相位。
这种相位分布使得三相电路能够实现更高的功率输出、更稳定的工作状态。
二、三相电路的特点1. 高功率输出：由于三相电路中有三个相位电压，相位之间存在差异，所以能够实现更高的功率输出。
在同样条件下，三相电路的功率输出是单相电路的三倍，这使得三相电路在大功率负载下具有显著的优势。
2. 稳定性高：相位相同但相位不同的交流电源在时间上相互间隔120度，这种相位分布使得电流在输送过程中的连续性更好。
因此，三相电路在负载变化较大的情况下，仍能保持相对稳定的输出，增强了电路的可靠性。
3. 传输距离远：三相电路由于功率较大，在输送电能时有较低的输电损耗。
这使得三相电路在能源输送领域有着广泛的应用，能够有效地将电能输送到远距离的地方。
三、三相电路的应用1. 工业生产：三相电路在工业生产中应用广泛，例如电机驱动系统、变频器、制冷设备等。
由于三相电路具有稳定性高、功率大的特点，能够满足工业生产对电能需求的大部分要求。
2. 能源输送：三相电路由于传输距离远、损耗小的特点，在能源输送领域有着重要的作用。
例如，高压送电线路就是采用三相电路设计的，能够将电能从发电厂输送至用户终端。
3. 家庭电器：虽然家庭用电主要使用单相电路，但一些大功率家电，如空调、电热水器等，通常会采用三相电路供电，以满足其对大功率输出的需求。
三相电电路基础知识
三相电电路基础知识一、什么是三相电电路？三相电电路是指由三根交流电线组成的电路，其中每根电线的电压和频率相同，但相位差120度。
在三相电电路中，电流和电压会交替变化，使得电力传输更加稳定和高效。
二、三相电电路的优势相比于单相电电路，三相电电路具有以下优势：1. 高效能：由于三相电路中的电流和电压交替变化，相位差120度，电力传输更加稳定，能够提供更高的功率输出。
2. 节省材料和成本：相比于单相电电路，三相电电路只需要三根电线和一台三相电源就可以实现电力传输，减少了材料和成本的使用。
3. 平衡负载：三相电电路中，三根电线的电压和频率相同，相位差120度，可以实现负载的平衡，避免了负载不均衡造成的电力浪费和设备损坏。
三、三相电电路的构成三相电电路由三个主要部分组成：三相电源、电力负载和电缆或导线。
1. 三相电源：三相电源是提供电力的来源，通常是由发电厂或变电站提供的，它产生三相交流电，电压和频率相同，相位差120度。
2. 电力负载：电力负载是指电路中需要消耗电能的设备或用途，如电动机、照明设备、加热设备等。
根据负载的不同，可以选择合适的功率和电压等级。
3. 电缆或导线：电缆或导线用于连接三相电源和电力负载，传输电能。
在选择电缆或导线时，需要考虑电流和功率的要求，以及电缆的绝缘材料和截面积等参数。
四、三相电电路的连接方式在三相电电路中，常见的连接方式有星形连接和三角形连接。
1. 星形连接：星形连接是将每个负载分别与三相电源的相线相连，形成一个星形结构。
这种连接方式适用于需要单独控制每个负载的情况，如照明设备、小型电动机等。
2. 三角形连接：三角形连接是将负载依次连接，形成一个闭合的三角形电路。
这种连接方式适用于大型电动机等需要较高功率输出的负载。
五、三相电电路的应用三相电电路广泛应用于工业和商业领域，主要用于供电、照明、动力传输等方面。
1. 供电：三相电电路可以提供稳定的电力供应，满足工业和商业用电的需求。
《电路分析基础》三相电源
退出 开始
Hale Waihona Puke 内容提要三相电源 三相电源的星形连接 三相电源的三角形连接
X
交流电机工作原理
三相发电机
实际发电机
1.三相电源
三相电路(three-phase circuit)：由三相电源、三相 负载和三相输电线路构成。 对称三相电源(balanced three-phase source)：由三个 同频率、等幅值、初相依次相差120°的正弦电压源 按一定方式连接而成。三个电压分别称为A相、B相
UAB UA
A
UC
－ ＋
UA
UBC UB UCA UC
－ ＋
UB
－
＋
B
C
三角形连接时没有中点，相电压与线电压相等。
注意：绝对不能将三相电源的极性接反。
返回
X
A
UA
N
U
C
UB
B
C
U CA
U C
相量图
U B
UAB
UB
30
U A
UAB UA UB UBC UB UC UCA UC UA
3UA30
3UB30
U
L
3UC30 UL
U BC
3UP30
3UP
线电压也对称。
返回
X
3.三相电源的三角形连接
三个电源的正负极性端依次相连，从三个连接点分 别向外引出三条线（称为相线)。形连接。
X
1.三相电源
对称三相电源的电压瞬时值之和为零。
uA uB uC 0 或 UA UB UC 0
相序(phase sequence)：三个电压达到最大值的先后 次序。 A-B-C的相序称为正序或顺序；C-B-A的相序称为反 序或逆序。
三相电路知识点总结
三相电路知识点总结
三相电路是三相交流电路的简称,常用于电力系统中。
以下是三相电路的一些知识点总结:
1. 三相电路的基本概念:三相电路是由三种不同频率的正弦波通过电路时产生的电压和电流。
正弦波的频率分别为:1.023×频率,1.023×频率和1.023×频率(以此类推)。
2. 三相电压和三相电流:三相电压和三相电流都是描述三相电路中电压和电流的术语。
三相电压是指在三个不同相位的电压,分别为0°、90°和270°,其数值等于单相电压的3√3倍。
三相电流是指三个方向分别有相等的电流。
3. 三相负荷:三相负荷是指电力系统中在三个方向上同时存在的负载,如三相电线、变压器等。
4. 三相电路的继电保护:三相电路的继电保护包括三相不平衡保护、三相过电压保护等。
5. 三相电路的短路保护:三相电路的短路保护是指利用电流的三相不平衡的特性,通过设置断路装置来保护电路的安全。
6. 三相电路的接地:三相电路的接地是指在电力系统中的三个不同电位点进行接地,以便保护人员安全和防止电击。
7. 三相电路的调压:三相电路的调压是指通过改变电路中的电压或电流来调整电力系统的稳定性和可靠性。
8. 三相电路的自动化控制:三相电路的自动化控制是指利用三相电路的特性,通过控制器来自动化控制电路的状态,以达到不同的
控制需求。
以上是三相电路的一些知识点总结,希望有所帮助。
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30
《电路分析基础》
第7章 三相电路
例3：功率为2.5kW,cos=0.866的电动机M接到 线电压380V的对称三相电路，求各功率表读数。
解：I l
P 3U l cos
4.386 A
设 U AB 3800V
U AN 220 30V
I A 4.386 60 A
(cos 1 0.866 30)
U CB U BC 38060V
27
《电路分析基础》
第7章 三相电路
X 10Ω Y
书 P264 ，P7-20 ，
＋ 200Vms － ＋ ＋
I
A j10Ω B Z 20Ω
28
《电路分析基础》
第7章 三相电路
5. 三相功率的测量(对称，不对称) * (1) 三表法： A *W * B *W * C *W N
p uAN iA uBN iB uCN iC P PA PB PC
书 P264 ，P7-20 ，
2200 I 12.4 29.74 A 20 j10 10 20 j10
I
＋ 200Vms － ＋ ＋ A j10Ω B Z 20Ω
P I 2 R 12.42 10 1537.6 W
26
《电路分析基础》
第7章 三相电路
X 10Ω Y
书 P264 ，P7-20 ，
2200 I 12.4 29.74 A 20 j10 10 20 j10
*
I
＋ 200Vms － ＋ ＋ A j10Ω B Z 20Ω
P Re U I Re200 0 12.4 29.74 2153.35 W
uC ( t )
3
U m cos(t
3
)V
9
《电路分析基础》
第7章 三相电路
二、三相电路的连接方式 1、Y形连接
uC uA uB ZC
ZA
ZB
2、形连接 uC uA ZC ZA
uB
ZB
10
《电路分析基础》
第7章 三相电路
3、 三相电路 1) Y-Y连接
uA 三相三线系统 三相四线系统
ZA uB ZC ZB
uC
11
《电路分析基础》
第7章 三相电路
2)
Y-△连接
uA
uC
uB
ZC
ZA ZB
12
《电路分析基础》
第7章 三相电路
3)
- 连接
uC
uA
ZC
ZB
ZA
uB
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《电路分析基础》
第7章 三相电路
4)
- Y连接
ZA uC uA ZC ZB
uB
14
《电路分析基础》
第7章 三相电路
三相电源中各相电源经过同一值(如最大值 )的先后顺序
正序（顺序）： A、B、C、A
UC
UA
UB UA
负序（逆序）： A、C、B 、A
A 1 B 2 C 3 正转
U B 正序
U C 负序
相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转 D
A 1 C 2 B 3
反转
D
以后如果不加说明，一般都认为是正相序。
第7章 三相电路
频域特征：
相量图：
U A U0 U B U 120 U C U120
电压相量关系：
UC
UA
UB
U A U B U C 0
思考题：P242T7-1、T7-2
7
《电路分析基础》
第7章 三相电路
3、对称三相电源的相序
课堂练习：P242T7-1、T7-2
第7章 三相电路
4
《电路分析基础》
第7章 三相电路
§7.1、三相电路基本概念
一、三相电源
A
定子 •
首端： A B C
Y
×
S
N
Z
↓ ↓ ↓ 尾端： X Y Z
三相定子绕组 在空间位置互 差120o
转子装有磁极以 的角速度旋转时， 转子 定子三相绕组中便分别感应电动势。
C
×
•
B
eA Em cost eB Em cos(t 120 ) eC Em cos(t 240 ) Em cos(t 120 )
特点： 各相相互独立；互不影响。
分析法：
取A相计算，递推其余两相。
19
《电路分析基础》
第7章 三相电路
例1： 已知平衡三相电路中，负载阻抗Z=6+j8，
u AB (t ) 380 2 cos( t 30)V，求三相各电流相量。
解: (1) Y形负载: U 38030V AB
4、 三相电路常用名词
端线(火线、相线)； 平衡三相电路； 中线（零线、地线） 不平衡三相电路 线电压 相电压 线电流 相电流
中线电压
中线电流
15
《电路分析基础》
第7章 三相电路
§7.2 平衡三相电路的分析与计算 1、Y形电路的电流与电压
I线 I相
IA
U CN
30o
相量图：
30o
UCA
取一相计算，有
则U AN
38030 30 3
2200V 2200 IA 22 53 . 1 A 6 j8
可推得
I B 22 173.1 A
I C 2266.9 A
20
《电路分析基础》
第7章 三相电路
已知平衡三相电路中， 负载阻抗Z=6+j8， u AB (t ) 380 2 cos(t 30)V ，求三相各电流相量。 解: (2) 形负载:
的一般性用电问题进行分析和解决。
对工程中一般的平衡三相和非平衡三相电路进行理论分析
和计算，并根据功能要求，设计简单的三相电路。
根据电路测试指标要求，设计测试方案，选择合适电工仪 表，对给定三相电路进行测试。 利用EWB软件熟练地对给定三相电路进行仿真和测试。
3
《电路分析基础》 引例：电力系统
5
X
三相交流发电机示意图
《电路分析基础》
第7章 三相电路
u A 2U cos(t ) uB 2U cos(t 120)uA
uC 2U cos(t 120)
uA uB uC
uB
uC
时域特征:
u A (t ) uB (t ) uC (t ) 0
o t
6
《电路分析基础》
I C 38 366.9 A
《电路分析基础》
第7章 三相电路
例2： 图示电路中，线电压Ul=380V，负载
Z=18+j15， Z l =3+j4， 求负载端各线电流、 端电压。 解：1）负载形到Y形变换： 6+j5
6+j5
6+j5
22
《电路分析基础》
第7章 三相电路
8
《电路分析基础》
第7章 三相电路
课堂练习1：
uA ( t ) U m cos(t )V 填空1：若正序对称三相电源电压， 2 则： uB ( t ) U m cos(t )V
uC ( t )
6 5 U m cos(t )V 6
uA ( t ) U m sin(t )V 填空2：若正序对称三相电源电压， 2 则： uB ( t ) U m cos(t )V
对称三相： 3、视在功率 对称三相： 4、瞬时功率:
Q 3U p I p sin
S P 2 Q2
3U l I l sin
S 3U p I p
3U l I l
24
p( t ) p A ( t ) pB ( t ) pC ( t ) P (W )
《电路分析基础》
C CA
17
《电路分析基础》
第7章 三相电路
课堂练习2：
220 90V 填空1：正序对称三相电源星形连接，若 U B 则：线电压 U AC 3800V
380180V 填空2：正序对称三相电源星形连接，若 U BC 则：相电压 U
A
220 90 V
U AB 38030V 取一相计算，有
则 I AB
38030 38 23.1 A 6 j8
I BC 38 123.1 A
I CA 3896.9 A
I B 38 3 173.1 A
21
I A 38 3 53.1 A
第7章 三相电路
交流功率测量 P222
• 如何测量负载吸收的平均功率？
i
电流线圈 ± ± ＋ 电压线圈
i
＋
＋ －
R
u
u
－
ZL
－
i
功率表工作原理图
功率表
＋ －
功率表结构图
电压线圈 接线柱
电流线圈 接线柱
书 P223 ，例题6-7-4
负载
AC
指针
功率表接线图
25
《电路分析基础》
第7章 三相电路
X 10Ω Y