三相交流电路分析
《三相交流电路》实验报告
《三相交流电路》实验报告实验目的：1.理解三相交流电路的基本原理；2.学会使用示波器、电压表和电流表测量三相交流电路的参数；3.研究三相电路的功率特性，了解三相电路的平衡性和负载均衡。
实验仪器：1.三台变压器；2.三台电阻；3.三相交流电压源；4.示波器；5.电压表和电流表。
实验原理：三相交流电路由三相交流电源、三相负载和三相变压器组成。
三相交流电源通常输出三相对称正弦波电压，每个相位之间相差120度。
负载通常是三个独立的电阻，用于消耗电能。
实验步骤：1.搭建三相交流电路。
将三台变压器连接至三相交流电源，将三个电阻按顺序连接至三台变压器的绕组。
在负载的输入、输出端分别连接电压表和电流表。
2.调节三台变压器的变比，使各个电阻上产生相同大小的电压。
3.打开示波器，将电压表和电流表分别连接至示波器的通道，观察波形和参数。
4.测量三个电阻上的电压和电流，并计算平均功率和功率因数。
5.拔插负载电阻，观察电路的负载均衡情况。
实验结果与分析：1.测量三个电阻上的电压和电流，并计算平均功率和功率因数。
根据实验数据计算出以下结果：电阻1电压：220V，电流：2A，功率因数：0.9，平均功率：440W；电阻2电压：220V，电流：2.2A，功率因数：0.85，平均功率：484W；电阻3电压：220V，电流：1.8A，功率因数：0.95，平均功率：396W。
2.观察示波器上的波形，可以看到三个电阻上的电压波形相同，相位差为120度，符合三相电源的输出特点。
3.实验中拔插负载电阻时，观察电流和电压的变化，发现当一个负载电阻发生故障时，会使整个电路的负载不平衡，导致其他负载电阻上的电压和电流发生变化。
实验结论：通过本次实验，我们对三相交流电路的基本原理有了更深入的理解。
实验中使用示波器、电压表和电流表测量了三相电路的参数，研究了三相电路的负载均衡性和功率特性。
实验结果表明，三相交流电路中三个电阻上的电压和电流相同，相位差为120度，符合三相电源的输出特点。
三相电路概述与分析
对称三相电压的瞬时值之和或相量之和为零
uU uV uW 0 UU UV UW 0
1.2 三相电路
一、三相电源
1、 三相电源的星形（Ｙ）联结
将三个电压源的末端相连，再从三个首端引出三根端线U、 V、 W，构成Y形连接，如图a 。
uW
+
u eC + U
IWU 30º
的相电流滞后30°即.
Il 3Ip 30
30º IUV
IW
30º
IUV IVW
IU IWU
▪负载的三角形联结解题思路
一般情况线电压 Ul为已知，然后根据电压
和负载求电流。
Up Ul
Ip
Up Z
Il
例1-4 某对称三相负载，每相负载为 Z 545W ，
接成三角形，接在线电压为380V的电源上， 求 IU , IV , IW
120 120 UU
UV
▪ 线电压：相线间的电压。
uUV uU uV uVW uV uW uWU uW uU
U
u+
u eC- U W-
+
u-V +
uUV
uW U
uVW
N
V W
UUV UU UV
UVW UV UW UWU UW UU
注意电压的 参考方向
线电压和相电压的关系
UUV UU UV
三相电路的瞬时功率为 p pU pV pW
在对称三相电路中,U相负载的瞬时功率为
pU uU iU U P 2 sin t I P 2 sin(t ) U P I P cos U P I P cos(2t )
三相正弦交流电路参数的测量与分析实验报告
三相正弦交流电路参数的测量与分析实验报告
一、实验目的
1、了解三相正弦交流电路的结构及其它参数特性；
2、彻底了解正弦波与其变换后的波形及其参数；
3、对电路的三相比幅及其相位，以及各相电流电压比和参数进行测量；
4、通过测量与分析实验，加深对电力电子电路的理解，扩大电路理
论知识。
二、实验原理
正弦波是一种波形最接近于理想的正弦波，它可以用于交流电路的分析。
三相正弦交流电路是指三相交流电路，其中各个相位的电压和电流均
为正弦波形，或者说各相之间在相位上相位差为120度，电压和电流同正
弦波的幅值比值及相位差来确定。
正弦波参数包括波型，有效幅值，频率，相位特性，电压电流比等。
有效幅值是指最高点到平均值的变化幅度，它表示正弦波的高低。
频率指
一秒的周期数，单位为赫兹，每一个定义的周期中正弦波形的变化重复一次。
相位是指正弦波形与时间的起点之间的时间关系，以弧度为单位，当
正弦波进行一个周期时，相位变化为2Π，电压电流比是指正弦波电压与
电流的比率。
它可用于检测电路中的损耗，从而帮助确定负载的调节点。
三、实验过程
(1)实验仪器准备：多用表、电子表或数字万用表，正弦波发生器等。
(2)安装示波器：安装正弦波发生器。
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
第五章三相交流电路分析
第五章三相交流电路分析在电力系统中，交流电路是最常见的一种电路类型。
为了正确地分析和设计交流电路，我们需要了解三相交流电路的特性和分析方法。
一、三相交流电路的特性1.三相电源：三相交流电路由三个交流电源组成，每个电源的电压和频率相同，相位差为120度。
常见的三相电源包括三相发电机和三相变压器。
2.平衡载荷：三相交流电路中的负载应该是均衡的，即等压等阻等容。
这意味着每个负载元件都具有相同的电阻、电容或电感值，并且吸收相同的功率。
3.平衡三相电压：在理想情况下，每个负载元件都会获得相等的电源电压。
在实际情况下，由于线路阻抗、电源不平衡等因素，三相电压可能会有轻微的差异。
4.动态平衡：三相交流电路中的电压和电流在时间上是随时间变化的，但在任何给定时刻，三相电源的总功率应该是恒定的。
二、三相交流电路分析方法为了分析三相交流电路，我们可以使用以下方法：1.改为等效单相电路：可以将三相电路转化为等效的单相电路。
这可以简化分析过程，因为单相电路更容易处理。
对于平衡负载情况，可以使用等效电路法将三个相位合并为一个相位。
2.转移功率定理：我们可以使用转移功率定理来计算三相电路的功率。
转移功率定理表明，三相电路的总功率等于单相电路的总功率之和。
3.无功功率的计算：在三相交流电路中，无功功率通常用于表示电路中的电容器和电感器的能量交换。
我们可以使用虚功率和功率角的概念来计算和分析无功功率。
4.常见的三相电路：在实际应用中，有许多常见的三相电路，如三相电动机驱动电路和三相电源变换器。
对于这些常见电路，我们可以使用一些特定的分析方法进行计算和设计。
三、三相交流电路的应用三相交流电路广泛应用于各个领域，特别是在电力系统中。
以下是一些常见的应用：1.电力系统输电：电力系统中的高压输电线路通常使用三相交流电路。
由于三相电路的优点，如功率传输高效和成本低廉，使得三相交流电路成为电力系统的首选之一2.电动机驱动：工业生产中的各种电动机通常使用三相交流电路进行驱动。
三相交流电路实验报告分析
三相交流电路实验报告分析
实验目的：
本实验是为了系统弄清三相交流电的基本概念和原理。
实验原理：
三相交流电是指一个由三根金属线组成的直流电路，这三根金属线是一个绝缘体，那么在里面就形成了三条线路，称为三个相位。
每个相位都有一个电流和电压，三相交流电的最大特点就是它有比直流多一个角度，当一段时间过去后，三相电电压的期望值就会发生变化。
由于三条线按顺时针转动，有120度的角度，三相交流电的电压按照从一个相位到另一个相位的时间转化有三个波形，每个波形有正向电压和负向电压，电流按照顺时针方向流动，每个相位的电流都在一个顺时针方向流动。
实验步骤：
1.根据实验指示，把各种仪器连接到暂态变换装置上。
2.根据实验要求，将电源设置为220V，三相交流电源，各相位电压幅值设置为稳态，其他的都是变态的。
3.根据实验要求，将各仪器的调整电流或者电压到实验要求的电流、电压值上。
4.开始进行实验，可以根据测试要求，观察各个相位的电压及电流变化，观察电流的持续时间，记录测试结果，推算出被测仪器的参数。
实验结果：
通过实验，我们获得了三相交流电中各相位电压及电流变化的数据，同时也可以推测出各个仪器参数的变化，像电流稳态电压、负载电流、最大负载电流等。
分析总结：
通过本次实验，更好地理解了三相交流电的基本概念、原理、及运行规律，也明白了获取三相交流电电压和电流变化的测试方法，可以推算出各个仪器的参数变化，为以后从事更细致、应用有效的实验提供了一定的帮助。
三相交流电电路分析
iBC
线 电 流
IIICBA
IIICBAACB
IIIBCACAB
A
uCA
B C
uAB iA iAB
iB
uBC iC
iCA
ZAB
ZBC
ZCA
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：
Ul 3Up 30 C
IN IA
IB IC
R
IAN
L
IBN C
ICN
解： (1)
相 电 压
UAN
1 3
UAB
30
1 3
U
l
30
UBN
1 3
UBC
30
1 3
U
l
150
UCN
1 3
UCA
30
1 3
U
l
90
令： Up
1 3 Ul
则相电压为：
A
N IN IA
R
IAN
B C
IB L
IBN C
ICN
B C
中线（零线）：N
2. 三相电源星形接法的两组电压 A
相电压：火线对零线间的电压。
uAN eA uBN eB
ec
uCN eC
e u eC A AN
N
eB
uBN B uCN C
UAN U P0 UBN U P 120 UCN U P120
UP代表电源相电压的有效值
UCN
120
120 120
4.1.1 三相电动势的产生 4.1.2 三相交流电源的连接
第四章三相交流电路的分析与计算
第四章三相交流电路的分析与计算三相交流电路是一种常见的电力系统，在工业和住宅区域都有广泛应用。
它与单相交流电路相比具有更高的效率和功率因数，因此在大型电机和电气设备中得到广泛使用。
本文将介绍三相交流电路的基本理论和计算方法。
首先，我们需要了解三相电源和负载之间的基本关系。
在三相电路中，有三个交流电源相互呈120度相位差，分别称为A相、B相和C相。
这三个相位差的存在使得电路中的电流始终保持平衡，因此电压和电流始终稳定。
在进行三相电路的分析和计算之前，需要明确以下几个基本概念。
1. 相电压（Phase Voltage）：相电压是指三个电源相对于中性线或地线的电压。
它在三相电路中的表示为VA、VB和VC。
2. 线电压（Line Voltage）：线电压是指三个电源之间的电压。
它是相电压之间的差值，也即VA-VB、VB-VC和VC-VA。
3. 相电流（Phase Current）：相电流是指电路中的负载电流。
它指的是通过每个负载的电流，用IA、IB和IC表示。
4. 线电流（Line Current）：线电流是指三个负载电流之间的差值。
它是相电流的向量和，用IAB、IBC和ICA表示。
了解了上述基本概念后，我们可以利用基本电路理论进行三相交流电路的分析和计算。
1.三相电压和电流关系：在三相电路中，相电压和线电压之间的关系是：VA=√3VL其中VL是线电压的大小。
同样，相电流和线电流之间的关系是：IA=√3IL2.三相功率计算：在三相电路中，有三种类型的功率，即有功功率、无功功率和视在功率。
它们之间的关系可以利用功率三角来表示：S=P+jQ其中，S表示视在功率，P表示有功功率，Q表示无功功率。
有功功率和无功功率的计算公式如下：P = √3 VL IL cosθQ = √3 VL IL sinθ其中，θ是电路中电流和电压之间的相位角差。
3.三相功率因数：功率因数是衡量电路效率的一个重要指标。
在三相电路中，功率因数的计算公式如下：PF=P/S其中PF表示功率因数。
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+ +
UC
_
U
A
IN
UB
ZA
N
N
+
+
B IB C
IC
ZC
ZB
U A U A0 IA I A A Z A Z A A
U B U B 120 IB I B 120 B ZB Z B B
中线电流
I I I I N A B C
电枢（定子）—铁心及三相绕组 磁极（转子）—铁心及励磁绕组 合理选择转子极面的形状及 励磁绕组的位置分布使空气隙中 的磁感应强度按正弦规律分布 转子
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Electrotechnics & Electronics
§5-1
三相电压
定子铁心内槽放置三个绕组 定子 A、B、C分别为三个绕组的始端， X、Y、Z分别为三个绕组的末端
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§5-1
三相电压
+ e _A _ _
+
+
uA
+
uAB
_ A
_ _
eC
eB +
6. 相电压
+ + uBC _
uB
_
uCA
Ｎ _
B
uC
+
C
+
uA e A , uB eB , uC eC
相电压的值用 U P 表示，且
+ e _A _ _
+
+
uA
+
uAB
_ A
_ _
eC
eB +
+ + uBC _
uB
_
uCA
Ｎ _
B
uC
+
C
+
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§5-1
三相电压
+ e _A _ _
+
+
uA
+
uAB
_ A
_ _
eC
eB +
C
ZC
ZB
B
Z BC
Z AB
C
星形联接 负载的联接方式取决于其额定工作电压
三角形联接
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§5-2 负载星形联接三相电路
本节介绍负载的星形联接，下图是三相四线制电路
A
IA
+ +
UC
_
U
A
IN
UB
ZA
N
N
+
+
B IB
B C A
相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。
A 1 B 2 C 3 正转 A 1 C 2 B 3 反转
D
D
以后如果不加说明，一般都认为是正相序。
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Electrotechnics & Electronics
§5-1
三相电压
5. 三相（电动势）绕组的连接。 1）三相绕组的末端连接点称 为中点，或零点，用N表示。
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课程目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第十章 电路的基本概念与基本定律 电路的分析方法 电路的暂态分析 正弦交流电路 三相电路 磁路与铁心线圈电路 交流电动机 继电接触器控制系统
电工与电子技术 I
Electrotechnics & Electronics
§5-1
o
三相电压
eB Emsin(t 120 )
eC Emsin(t 120o )
eA Emsint
E C
120° 120°
2. 用相量表示
E0o V E A
E A
120°
1 3 o E B E 120 E j V 2 2
5.3 负载三角形联接的三相电路 ☆ ☆ ☆（ 0.5学时）
5.4 三相功率 ☆☆（0.5学时）
电工与电子技术 I
Electrotechnics & Electronics
第五章
5.1 三相电压
三相电路
☆☆（1学时）
5.2 负载星形联接的三相电路 ☆ ☆ ☆（1学时）
5.3 负载三角形联接的三相电路 ☆ ☆ ☆（ 0.5学时）
☆☆（1学时）
5.2 负载星形联接的三相电路 ☆ ☆ ☆（1学时）
5.3 负载三角形联接的三相电路 ☆ ☆ ☆（ 0.5学时）
5.4 三相功率 ☆☆（0.5学时）
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§5-1
三相电压
一、三相电动势的产生
定子
三相交流发电机的原理图
Ul 3U P
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§5-1
三相电压
U AB
U AB 3U30
U A ＝ U 0
3 U A 30
U BC 3U 90 3 U B 30
U CA 3U150 3 U C 30
Electrotechnics & Electronics
§5-1
三相电压
1. 以A相绕组的感应电动势作为参考正弦量，则
eA
eA Emsin t V
Em
eB
eC
t
eB Emsin(t 120 ) V
o
360° 0° 120°240°
eC Emsin(t 240o ) Emsin(t 120o ) V
U U U BN B NN
U U U CN C NN
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Electrotechnics & Electronics
§5-2 负载星形联接三相电路
相序判断
eA
Em
eB
eC
t
+ _ +
N
1 2
+ +
Hale Waihona Puke 360° 0° 120°240°
A BC A
1 3 o EC E120 E j V 2 2
E B
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§5-1
三相电压
eA Emsint
eB Emsin(t 120 )
o
E C
120 ° 120 ° 120 °
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单相电路
三相电路
直流
电路
正弦信号 电路 暂态电路 分析
稳 态电路分析
电路基本概念、定律
（I）电学部分
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为什么引入三相电?
+
+
A
N B + + C 可以证明，在输送同样容量的情况下三相输电比单相 可节省25%的有色金属。
+ + uBC _
uB
_
uCA
Ｎ _
B
uC
+
U AB U A U B U0 U 120 3U30
C
+
U BC U B U C 3U 90
U CA U C U A 3U150
可见相电压、线电压均为对称的三相电压
此外，三相电在电机驱动方面具有单相电无可比拟的优越性。
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第五章
5.1 三相电压
三相电路
☆☆（1学时）
5.2 负载星形联接的三相电路 ☆ ☆ ☆（1学时）
5.3 负载三角形联接的三相电路 ☆ ☆ ☆（ 0.5学时）
+
+ e _A _ _
+
uA
+
uAB
_ A
_ _
eC
eB +
+ + uBC _
uB
_
uCA
Ｎ _
B
uC
+
C
+
2）从中点引出的导线称为中线，这种连接法称星形连接法 中线接地则称为零线 3）相线或端线，也称火线。
实际电路中，相线－A相黄色，B相绿色，C相红色 如果是三孔插座，左边是零线，中间（上面）是地线，右边是火线
§5-1
三相电压
eA
Em
eB
eC
t
4. 相序
360° 0° 120°240°
三相电动势出现正幅值（或过零点）的顺序称为相序
A BC A
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