第三章三相交流电
第3章三相电路
波形图和相量图如图3-3所示。相电压对称。
u
uU
uV
uW ωt
UW
1200
1200
0
π
2π
1200
UU
UV
(a)相电压的波形图 (b)相量图
图3-3三相电源相电压的波形图和相量图
电源任意两根端线之间的电压称为线电 压，用uUV、uVW、uWU 表示，如图3-4所 示。 U1 L
1
uU
W2
你可要记 住了！
I L 3I P
（3-16）
线电流落后相应的相电流300的相位角。
例2 三相对称负载，每相R=6Ω,XL=8 Ω,接到UL=380V
§ 3.2
三相负载的联接
负载有单相负载与三相负载之分。对于 单相负载，应根据其额定电压接入电路。 若负载所需的电压是电源的相电压，应将 负载接到端线与中线之间。如图3-8(a)
U V W N
ZU
ZV 图3-8 (a)
ZW
若负载所需的电压是电源的线电压，应将 负载接到端线与端线之间。如图3-8(b)
UP=UL
很好记吧！
Hale Waihona Puke 思考题１．对称三相电源星形连接时，Ｕl= 3 Up ,线电压 的相位超前于它所对应相电压的相位 300 。
２．正序对称三相星形连接电源，若 UVW 380300V , 380/1500V， U U 220/1200 V， 220/-1200 V。 则 U UV UW
§3.1 三相交流电源
一、 概念
由三个幅值相等、频率相同、相位互差 120o的单相交流电动势按一定方式连接起来 所构成的电源称为三相交流电源。由三相电 源构成的电路称为三相交流电路。 三相交流电源一般来自三相交流发电机或 变压器副边的三相绕组。三相交流发电机的 基本原理如图3-1所示
第3章三相交流电试题库
第3章三相交流电试题库三相交流电试题库一、填空题1、对称的三相电源是由三个( )、( )、( )的正弦电源，连接组成的供电系统。
2、通常可把三相电源连接成( )、( )两种形式。
3、若将电源定子绕组末端连在一起，分别由三个始端引出三条输电线，称为星形连接。
这三条线称为( )，末端连接点称中性点，从中性点引出的导线称为( )。
4、三相电源连接成星形连接每相上的电压由始端指向末端，叫( );端线与端线之间的电压叫( )。
5、三相电源三相绕组一相的末端与另一相的始端依次连接成三角形，从连接点引出三条相线供电称为三角形连接。
三角形连接中( )有效值等于( )有效值。
6、三相电路中，通常可把三相负载连接成星形、三角形两种形式。
三相负载的一端连接在一起称中性点，另一端和中性点分别引出导线与三相电源及三相电源的中性点连接组成供电系统，叫做( )制。
7、三相对称负载星形连接的情况下，U=( )U，I= ( )I。
三相对称负载三L PL P角形连接的情况下，U=( )U，I= ( )I。
L PL P8、对称的三相电源、对称的三相负载、端线阻抗相等组成的三相电路，叫做( )。
39、对称的三相电路中的有功功率为P= U ICOS,，式中角,是( )与LL( )之间的相位差。
10、三相对称负载星形连接的情况下，若U=380V，则U=( )V。
L P0 答案:1、频率相同、振幅相同、初相依次相差1202、星形、三角形3、相线或端线、中线或零线4、相电压、线电压5、线电压、相电压336、三相四线 7、、1 、1、 8、三相对称电路9、相电压、相电流 10、220二、判断题0 1、对称的三相电源是由振幅相同、初相依次相差120的正弦电源，连接组成的供电系统。
( 错 )2、三相电源三角形连接中线电压有效值等于相电压有效值。
( 对 )3、对称的三相电源、对称的三相负载、端线阻抗相等组成的三相电路，叫做三相对称电路。
( 对 )34、三相对称负载星形连接的情况下，U=U，I= I。
第3章三相交流电路
C
O
–Um
2
t
对称三相电压的波形图
对称三相电压相量图
三相交流电压出现正幅值 (或相应零值)的顺序称为相序。
A→B→C→A→ ，称为
正相序（正序或顺序）。
反之，B→A→C→B→或 C→B→A→C→，称为反相序
（反序或逆序）
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
分析问题时一般都采用正相序。
•
•
IC
UC ZC
U P120
Z
Il 120
φA= φB = φC = φ 线电流也对称
中线电流，I• N
•
I A
•
IB
•
IC
0
为零
iA
+
对称负载电压电流相量图
uA
N –– – uB
+ uC
+
iN
Z
•
UC •
N
Z
IC
iB
Z
•
IB
iC
•
UB
•
UA
•
IA
负载对称时，中线电流为 零，所以可以去掉中线，成 为三相三线制电路。
生感应电动势 e ，其方向为由
AX。
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，
线圈两端便可得到单相交流电动势。
eAX = 2E sinω t
交流发电机
三相交流发电机组成
电枢，亦称定子 磁极，亦称转子
Y
•
定子中放三个线圈：
A 定子
•
S
Z
第三章 三相交流电路
第3章三相交流电路3.1 三相交流电源判断题1. 三相电源的相序就是交流电的瞬时值到达最大值的顺序。
（√）2. 三相电源有正序（顺序）和反序（逆序）之分。
（√）3. 相线与中性线之间的电压称为相电压。
（√）4. 相线与相线之间的电压称为线电压。
（√）5. 相线与中性线之间的电压称为线电压。
（×）6. 相线与相线之间的电压称为相电压。
（×）7. 三相四线制电源中，相电压等于线电压的3倍。
（×）8．三相四线制电源中，线电压等于相电压的3倍。
（√）9. 线电压是指火线与零线之间的电压。
（×）10. 相电压是指火线与零线之间的电压。
（√）11. 三相对称电压就是三个频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相交流电压。
（√）选择题1．(2分) 已知对称三相电源的相电压u A=10sin(ωt+60°)V，相序为A-B-C，则当电源星形联接时线电压u AB为_____V。
A. 10sin(ωt+90°)B. 17.32sin(ωt+90°)C. 17.32sin(ωt-30°)D. 17.32sin(ωt+150°)正确答案是B，本题涉及的知识点是：三相交流电源线电压与相电压的关系。
2．(2分) 对称正序三相电源作星形联接，若相电压u B=100 sin(ωt- 30°)V，则线电压u AB=__ V。
A. 100 3sin(ωt+120°)B. 1003sin(ωt-60°)C. 1003sin(ωt-150°)D. 100 3sin(ωt-150°)正确答案是A，本题涉及的知识点是：三相交流电源线电压与相电压的关系。
3．(2分)在正序对称三相电压中，u A=U2sin(ωt-90°)，则接成星形时，其线电压u AB为_____。
A. U6sin(ωt+30°)B. U6sin(ωt-60°)C. U2sin(ωt-30°)D. U2sin(ωt+60°)正确答案是B，本题涉及的知识点是：三相交流电源线电压与相电压的关系。
电工学第三章三相电路
iA iN iB RC
RA
N
RB
iC
N I A I B I C 0 I
一、负载的星形联结 二、负载的三角形联结
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作
的叫做三相负载 ,如果每相负载的阻抗值和阻抗
角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。
另一类是只需接单相电源的负载，它们可
以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或 线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载， 但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对 称负载。如照明灯。
二、三相电源的连接
1、星形联结 把三相绕组的尾端 XYZ 接成一点。 而把首端 A、B、C 作为与外电路相联接的端点。 这种 联接方式称为电源的星形联结。
中性点 U A 或零点
+
–
N
– U C
+
– + U B
+ U A – – – U B +
+
U AB
–
A 相线（火线）
相电 压
一、三相对称正弦电动势
1.三相交流发电机主要组成部分： 电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。 A B C 磁极 （是转动的，亦称转子） A
Y
– + S
Z
n
+
B
绕 组
A
X
X Y Z
三相绕组
单相绕组
N
C
铁 心
+
+ X
三相绕组的三相电动势 幅值相等, 频率相同, 彼 此之间相位相差120°。
U C
+
第3章三相交流电路及安全用电知识
表，你能用这些器件确定三相四线制供电线路中的火线和零线
吗？应该怎样做？
•2.三相供电线路的电压是380V，则线电压是多少？相电压又
是多少？
•3.三相电源绕组星接，设其中某两相间的电压
•
V，试写出其余两个线电压和三个相电压
的解析式。
•4.三相电源绕组连接成星形，已知三相绕组的感应电压对称。
实际测量的结果
第3章三相交流电路及安全用电知识
•3.3 三相电路的电功率及安全用电知识
•3.3.1 三相电路的功率 •不论负载联接方式如何，总的功率必定等于三相功率之和：
•若三相负载对称，三相总功率是各相功率的三倍，即
第3章三相交流电路及安全用电知识
•3.3.1 三相电路的功率
•【例3.5】 一台三相异步电动机，铭牌上额定电压是220/380V， 接线是△/ㄚ接，额定电流是11.2/6.48A，cosΦ=0.84。试分别求 出电源线电压为380V和220V时，输入电动机的电功率。 •【解】①UL=380V时，按名牌规定电动机定子绕组应ㄚ接：
UAB=380V,UBC=UCA=220V,UA=UB=UC=220V。问线路连 接上出现了什么问题？
•5.三相绕组角接，不慎将一相绕组的首尾端接反，会产生什
么后果？为什么？
•6.试述三相四线制供电的优越性。
第3章三相交流电路及安全用电知识
•3.2 三相电路中负载的连接方式
三相负载：需要接在三相电源上才能正常工作的负载，由三 部分组成，其中每一部分叫做单相负载。 对称三相负载：每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，如三 相电动机。 不对称三相负载： 不满足每相负载的阻抗值和阻抗角完全相 等，如由单相负载组成的三相负载。 三相负载的连接方式：有 Y和 两种接法，至于采用哪种方 法 ，要根据负载的额定电压和电源电压确定。
第3章 三相交流电路习题参考答案
第3章 三相交流电路习题参考答案一、 填空题： 1. 对称三相负载作Y 接，接在380V 的三相四线制电源上。
此时负载端的相电压等于 31倍的线电压；相电流等于 1 倍的线电流；中线电流等于 0 。
2. 有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为22Ω，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A ，那么三相电路的有功功率为 5280W ；无功功率为 3960var ；视在功率为 6600VA 。
假如负载为感性设备，则等效电阻是 17.6Ω ；等效电感量为 42mH 。
二、 判断题：1. 中线的作用就是使不对称Y 接负载的端电压保持对称。
（对 ）2. 三相电路的有功功率，在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。
（错 ）3. 三相负载作三角形联接时，总有P 3I I l =成立。
（错 ）4. 负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。
（对）5. 三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小。
（对）6. 中线不允许断开。
因此不能安装保险丝和开关，并且中线截面比火线粗。
（错）三、选择题：1. 三相对称电路是指（ C ）A 、 三相电源对称的电路；B 、三相负载对称的电路；C 、三相电源和三相负载均对称的电路。
2. 三相四线制供电线路，已知作星形联接的三相负载中U 相为纯电阻，V 相为纯电感，W 相为纯电容，通过三相负载的电流均为10安培，则中线电流为（ C ）A 、30安；B 、10安；C 、7.32安。
3. 有“220V 、100W ”“220V 、25W ”白炽灯两盏，串联后接入220V 交流电源，其亮度情况是（ B ）A 、100W 灯泡最亮；B 、25W 灯泡最亮；C 、两只灯泡一样亮。
四、计算题3-1一台三相交流电动机，定子绕组星形连接于U L =380V 的对称三相电源上，其线电流I L =2.2A ，cos φ=0.8，试求每相绕组的阻抗Z 。
解：先由题意画出电路图（如下图），以帮助我们思考。
电工学第三章三相交流电ppt课件
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
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如果三相负载对称, 中线中无电流, 故可将中线 除去, 而成为三相三线制系统。
如果三相负载不对称, 中线上就有电流IN通过, 此 时中线是不能被除去的, 否则电气设备不能正常工作。
例 3.1 在如图（a）所示的三相四线制电路中,
线电压U· =380 V, Z1 4 j3Ω, Z2 5Ω, Z3 6 j8Ω
线、相电压关系式
U12 U1 U 2
U 31
•
U 1U3
U 23 U 2 U 3 U 31 U 3 U1
30o
N
U 2
30o
线电压的有效值用 Ul表示,
•
U2
U 3
UL121
U 12
30o
N
UU3•11
L2
U 23
相电压的有效值用Up表示。 由
L3
相量图可知它们的关系为:
U 23
Ul 3Up
交流电路中的用电设备，大体可分为两类： 一类是需要接在三相电源上才能正常工作
的叫做三相负载,如果每相负载的阻抗值和阻抗 角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。
另一类是只需接单相电源的负载，它们可 以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或 线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载， 但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对 称负载。如照明灯。
(1) 求负载相电压、相电流；
(2) 如果1相断开时，其他两相负载相电压、相电流；
(3) 如果1短路时，其他两相负载相电压、相电流；
(4) 如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负载相电
压、相电流。
L1 i1
解：（1） 负载对 称时，可以不接中 线，负载的相电压 与电 源 的相电压
U 1
N
在输电方面：如果以同样电压将同样大小的功率 输送到同样距离，三相输电线比单相输电线节省材料。
在用电设备方面：三相交流电动机比单相电动机 结构简单、体积小、运行特性好等等。因而三相制是 目前世界各国的主要供电方式。
3.1 三相电源
3.1.1 三相交流发电机 3.1.2 三相电源
3.1.1 三相交流发电机
载相电压、中相线电流上。不允许接开关或熔断器
因有中线，其余两相未受影响，电压仍为220V。 但1
相短路电流很大将熔断器熔断。
3.3.2 Δ 形联接
L1 i1
每相负载中的 电流为:
u12
N
i31
Z31
i12
I12 I31
U 12 UZ 1321 Z31
I23
各线电流为:
U 23 Z23 I1
I12
3.1.2 三相电源
三相电源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。
u1 Um sint u2 Um sin(t 120 ) u3 Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
Um
u1
u2
u3
三相交流电压出 现正幅 值（或相应
零值）的顺序称为
I31
L2 i2 u23 L3 i3
•
Z23 Z12
i23
•
I3
I2 I23 I12 I3 I31 I23
若负载对称，即
Z12 Z23 Z31 Z
Il
3I p
•
I2
I1 3I12 30o I2 3I23 30o
I3 3I31 30o
I31
I•23
•
I12 30O
•
I1
对称负载 相量图
S 3Ul Il
例3.4 三相对称负载Ｚ＝(６＋ｊ８) Ω, 接在３８０Ｖ
线电压上, 试求负载为星形（Ｙ）接法和三角形（△）
接法时, 三相电路的总有功功率。
解： Z 6 j8
（1）Ｙ接 10
（2I）l △IP接
UP Z
53.1Ω
N
u12 L1 i1i1 i31 L2 i2 i2
Z
i12
Z Z N
试求各相负载电流及中线电流。
L1
i1
解: 相电压
U 1
Up
Ul 3
380 3
220V
N
选
•
U
1为参考相量,
则:
U 2
iN
Z1
N
Z3
i2
Z2
•
•
I1
U1
220
220
U 3
44 36.9A
Z1 4 j3 5 36.9
L2 i3
L3
•
• I2
U2
220
Z2 •
120 44 5
中线电流为
120A I N I1 I2 I3
(3) 如果1短路时，
其他两相负载相电
压、相电流；
U 1
U 2 U 3
L1 i1 L2 i2
中线的作用
是什么？U
Z1
1
U 3
N
Z2
Z3 U 2
L3 i3
U2 U3 380V(线电压） 超过了的额定电压，灯将被损坏。
I2
I3
380 400
0.95A(灯亮）
(4) 如果采用了三相四线制，当1相断开、短路时其他两相负
0
相序。在此相序为1-
2
t 2-3-1称为顺相序。
在电力系统中一
般用黄、绿、红区别
–Um
1、2、3三相。
u1 Um sint u2 Um sin(t 120 )
u3 Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
也可用相量表示：
U1 U U 2 U U 3 U
0o 120o 120o
相量图
U12 3U1 30o U 23 3U2 30o U 31 3U3 30o 三个线电压也是三相对称电压
3.2.2 Δ 形联接
发电机三相绕组
L1
依次首尾相联，引
出三条线，称为三
L2
角形联接。
L3
Ul Up
注意
不能将每相电源正负接错， 否则烧坏电源
3.3 三相负载 的连接
3.3.1 Y 形联接 3.3.2 Δ 形联接
则线电流为： Il 3IP 3 38 65.8A
注意 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线电压时采用三角形联接；
当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接。
3.4 三相电路 的功率
3.4.1 有功功率 3.4.2 无功功率 3.4.2 视在功率
3.4.1 有功功率
4. 三相负载可以星形联接，也可以三角形联接， 采用何种联接方式由负载的额定电压决定。
5. 三相对称负载星形联接 6. 三相对称负载三角形联接 7. 三相对称负载的功率
P 3Ul Il cos Q 3Ul Il sin
S 3Ul Il
Ul 3U p,Il I p Il 3I p,Ul U p
第3章
三相电路
3.1 三相电源 3.2 三相电源的联结 3.3 三相负载的联结 3.4 三相电路的功率 第3章 小结
引言
目前电力工程上普遍采用三相制供电，由三个幅 值相等、频率相同（我国电网频率为50HZ），彼此 之间相位互差120o的正弦电压所组成的供电相系统。 三相制供电比单相制供电优越
在发电方面：三相交流发电机比相同尺寸的单相 交流发电机容量大。
三相交流发电机主要组成部分：
电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面
有槽，放入三相电枢绕组。 磁极 （是转动的，亦称转子）
L1 L2 L3
L1
+
L2
S
L3
–
n
+
L1
L1 L1 L2 L3
单相绕组 三相绕组
+
L3
铁心
N
+
三相绕组的三相电动势幅
L2 值相等, 频率相同, 彼此之
L1
绕组 间相位相差120°。
3.3.1 Y 形联接 L1 i1
U 1
iN
N
U 1 U 0o
U 2 U 120o
Z1
N
U 3 U 120o
U 2
Z3
i2
Z2
三相交流
U 3
L2 i3
U• 3 • I3
电动机
每相负载中的
L3
电流为:
I1 I3
U 1 UZ 31 Z3
I2
U 2 Z2
Z中I若1N性I负NZ线I载12 中I对1I的Z2称3I电，2I3流Z即I为30对: U称I••22负对载 称可负以载去相掉I•1量中图线U•。1
ZZ Z
I
l
3
3UI3lP
u23 L3 i3 i3
i23
63820 82注则意三：相在总电功源率电为压：不变时, 同一负载
380 62 82
65.38A 22A
10
由 加P3星到Y形原38改来03接的U22l为3Iclo三倍cso5角。s3.1形o 联P接3 时38,03功U6l率I5l.增c8ocsos 53.1
对称三相电源特点为：
•
U3 120°
120°
•
U2
•
U1 120°
三相电压相量图
U1 U 2 U 2 0
频率相同、幅值相等、相 位互差120°的三相电源称为
u1 u2 u3 0 对称三相电源。
3.2 三相电源 的连接
3.2.1 Y 形联接 3.2.2 Δ 形联接
3.2.1 Y 形联接
联接把方发式电称L1机为L三电2 L相源3 作绕的为组星与的形外末联电端接路。L相1 L联2 L接3 的联端接点成。一点这。种
中点 或零点