第三章三相正弦交流电路
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
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
+
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
第3章(三相交流电路)

IN
I zA
I zC
Z3
ZA N'
IB
IC
ZB
I zB
相电流:各相负载的电流,正方向与相电压的极性一致。 线电流:端线中的电流,正方向从电源流向负载。
中线电流:中线中的电流,正方向从负载流向电源。
三相对称负载:各相负载的大小、性质完全相同。
(2)负载Y接三相电路的计算
LA UA N UB UC N LB LC – + UA –
三个最大值相等、角 频率相同、相位上互差 120°的正弦交流电。
(2) 三角形连接(Δ)
LA
CA
+ – +
–
U AB U
结论:电源Δ 形联结时 线电压U l 相电压Up
LB
UBC U BC
–
+ LC
第三节 三相电路中负载的连接
1. 三相负载
分类
负载
三相负载:需三相电源同时供电
三相电动机等
u eA eB eC
ωt
eA Em sin t eB Em sin( t 120 ) eC Em sin( t 120)
相量表示
0
T
E A E 0 E
UC
E 120 E ( 1 j 3 ) EB 120° 2 2 E 120 E ( 1 j 3 ) EC 2 2
第3章 三相交流电路
三相交流电源 三相电路负载的连接 三相电路的功率
0
引 言
单相交流电路:它的电源是一个交流电动势; 三相交流电路:它是由三个频率相同、幅值相等、 相位互差120°的电动势作为电源。
三相交流电路优点:
三相正弦交流电路

IA
IC 3ICA 30 U BC
所以负载对称时三角形接法旳特点:
A
iA
uCA uAB
iAB
iCA
B
iB
C uBC iC
iBC
负载对称三角
形接法,负载
两端旳电压等
于电源旳线电
压;线电流是 相电流旳 3倍, 相位落后相应 旳相电流30°。
U Il
p负载3IpU l
30
各电流旳计算
A
每相负载电流
S Y•
CZ 首端 末端
C
N 三线圈空间位置
各差120o
X
转子装有磁极并以
旳速度旋转。三个
线圈中便产生三个单相电动势。
定子 Z
•
B 转子
二、对称三相正弦量旳体现式
一般以A相电压uA为参照正 弦量
记为uA 2U sin tV
uB 2U sin(t 120 )V uC 2U sin(t 120 )V
星形接法时: Ul 3U p Il I p
三角形接法时: Ul U p Il 3I p
P 3 Ul Il cos
在三相负载对称旳条件下,三相电路旳功率:
有功功率:P 3Ul Il cos 无功功率:Q 3Ul Il sin
视在功率:S 3Ul Il
瞬时功率p
p uAiA uBiB uCiC
2.5 三相正弦交流电路
§2.5.1 对称三相正弦量
三相制: 三个电压源,频率相同,波形相同,相位不 同, 由它们构成旳供电体系。 对称三相正弦量:三个频率相同,幅值相同,相位互 差120度旳正弦电流或电压。
一:对称三相正弦量旳产生
由三相交流发电机产生。
对称三相交流电旳产生
三相正弦交流电路

3.1 3.2 3.3 3.4
3.1 对称三相正弦量
目前电能的生产、输送和分配,一般都采 用对称三相制。
三相交流电路的应用最为广泛,世界各国 的电力系统普遍采用三相制。
对称三相制就是由三个频率相同、振幅值 相等、相位互差120°电角度的正弦电动 势所组成的电源系统。
3.2 三相电源和负载的连接
线电压为380V,相电压为220V,常写 作“电源电压380/220V” 。
电路中的线电流与对应的电源相电流相等。
3.2 三相电源和负载的连接
如图3.5所示,将三相电源的相头和相尾 依次联接,即U相的相尾与V相的相头联 接,V相的相尾与W相的相头联接,W相 的相尾与U相的相头联接,组成一个三角 形,从三角形的3个顶点引出3根线作为 输电线,这种联接方式称为三角状连接。
1.三相电源的星形连接 如图3.3所示,把三相电源的负极性端即
末端接在一起成为一个公共点,叫做中性 点,用N表示,由始端U1、V1、W1引 出3根线作为输电线,这种联接方式称为 星形连接。 由始端U1、V1、W1引出的3根线叫做 端线,从中性点引出的线叫做中性线。
3.2 三相电源和负载的连接
图3.3 三相电源的星形连接
3.2 三相电源和负载的连接
相电压和线电压的相量图如图3.4所示,根 据平行四边形法则或三角形法则作图求线 电压。
当3个相电压对称时,3个线电压也是对称 的,线电压的有效值是相电压有效值的 3 倍。线电压超前对应的相电压30°。
3.2 三相电源和负载的连接
图3.4 三相电源的三角形联结
3.2 三相电源和负载的连接
3.2 三相电源和负载的连接
图3.5 三相电源的三角形连接
3.2 三相电源和负载的连接
《电工学》第三章三相正弦交流电路试卷

《电工学》第三章三相正弦交流电路试卷一、单项选择题1.发现有人触电时,首先应( )。
(2 分)A.四处呼救B.用手将触电者从电源上拉开C.使触电者尽快脱离电源2.一般情况下,人体电阻可按( )Ω(2 分)A.100B.200C.1000D.17003.在三相四线制中性点接地供电系统中,线电压指的是( )的电压。
(2 分)A.相线之间B.零线对地间C.相线对零线间D.相线对地间4.人体触电伤害的首要因素是( )。
(2 分)A.电压B.电流C.电功D.电阻5.安全电压必须由( )降压获得。
(2 分)A.双绕组变压器B. 自耦变压器C.电阻串联D.电阻并联6.三相交流电相序U-V-W-U属( )。
(2 分)A.正序B.负序C.零序7.在三相负载不对称的低压供电系统中,中线常用( )制成。
(2 分)A.铝导线B.铜导线C.钢丝8.在三相负载星形连接时,负载两端的电压称为负载的( )。
(2 分)A.线电压B.相电压C.额定电压9.胸外心脏挤压法适合于( )。
(2 分)A.有心跳、无呼吸者B.无心跳、有呼吸者C.有外伤者D.有心跳有呼吸者10.已知某三相发电机绕组连接成星形时的相电压V,V,V,则当t=10s时, 它们之和为( )。
(2 分)A.380VB.0VC.380VD.V二、判断题11.( ) 触电是指电流通过人体时对人体产生的生理和病理伤害。
(2 分)12.( ) 触电伤害方式分为电击和电伤两大类。
(2 分)13.( ) 一个三相四线制供电线路中,若相电压为220V,则电路线电压为311V。
(2 分)14.( ) 三相对称负载星形连接时,线电流的有效值是相电流有效值的倍。
(2 分)15.( ) 安全用电的方针是安全第一,预防为主。
(2 分)16.( ) 人体触电伴随的摔跌应列入机械事故的范围内。
(2 分)17.( ) 当电气设备采用24V以上安全电压时,不必采用防止直接接触带电体的保护措施。
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最大值相等
频率相同
称为对称三相电动势
相位互差120°
对称三相电动势的瞬时值之和为 0
即uu : uvuw0
或 U uU vU w0
三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。
供电系统三相交流电的相序为 L1 L2 L3
2. 三相电源的星形联结
(1) 联接方式
U1
+
+ – A 端线(相线、火线)
N
W1
(2)线电压与相电压的关系
+ – + L1 相量图
uAN
– ––
uAB
N
UCN
UBN
UAB
u u BN CA
+–
u+CN+ u–+BC
L2 L3
根据KVL定律
UBN
30°
UAN
U AB U AN U BN 由相量图可得 U BCU BNU CN U AB 3U AN30
U CAU CN U AN
例1:一星形联结的三相电路,电源电压对称。设电
源线电压 u A B 38 2 s0 i3 nt1 (3 4 )0 V 。负载为电
灯IN组; 若,R若A=R5A=R,B=RBR=C1=0
5 ,
,求线电流及中性线电流 RC=20 ,求线电流及中
性线电流 IN 。
A
i Al
+
C
uAN
N–
iN
–
uBN
铁心(作为导磁路经)
定子
匝数相同
发电机结构
三相绕组 空间排列互差120
转子 : 直流励磁的电磁铁 三相电压瞬时表示式
uuEmsin t
uvE msi nt (12)0 uwE m si nt (12)0
相量表示
U U u v U U01U 2 0U(1 2j
3) 2
U wU12 0U(1 2j
3.1 三相电压
1. 三相电压的产生
(首端) U1 V1 W1 + ++
V2
U1 S
定子
W2
e–1 e–2 –e3
(尾端) U2 V2 W2
+ W1
+
_
转子
N+
+
V1
U2
图3.1.2 三相绕组示意图
_
+
e
e
+
_
图3.1.1 三相交流发电机示意图
工作原理:动磁生电
U•1
U2
图3.1.3 每相电枢绕组
法 ,要根据负载的额定电压和电源电压确定。
三相负载连接原则 (1) 电源提供的电压=负载的额定电压; (2) 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
A 电源 保险丝 B C N
三相四线制 380/220伏
额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载
2. 负载星形联结的三相电路
(1) 联结形式
+
uAN
N– ––
uBN
+
uCN
+
N 电源中性点
i Al
Y: 三相三线制
Y0:三相四线制
iN
iAN ZA
N'
结论:
i Bl
ZC
ZB
负载 Y联
结时,线电
iCl
I AN 、I BN 、I CN
流等于相电
N´负载中性点
流。
相电流:流过每相负载的电流 线电流:流过端线的电流 IA、 l I B、 l I Cl
+
可知:
中 因 所负以为 载负对三 载线 称对相 时I 称N ,中电 时I 性电 ,A 压 线三 N 无对 相I 电B 电Z称 流 流A 流 N ,I 也, C Z对B且 N 称0 Z。负C II载CBNN
10 90 A 10 150 A
对称无中性线时
可省掉中性线。
U l 3U P
IBN
U BN ZB
ICN
U CN ZC
负载 Y 联结带中性线时, 可将各相分别看作单相电路计算
(3)对称负载Y 联结三相电路的计算
i Al
负载对称时,
+
只需计算一相电
uAN
N–
iN
iAN ZA 流,其它两相电
N'
流可根据对称性
––
uBN
+
i Bl
ZB 直接写出。
ZC
如:
uCN
iCl
IAN 10 30 A
B
+
u+–CN
i Bl iCl
RC
RA
N RB
A
i Al
+
C
uAN
N–
iN
–
uBN
B
+
u+–CN
i Bl iCl
RC
RA N
RB
解:已知:U AB 38300V U AN 2200V
(1三) 相线对电称流I AN U R A AN 25 200A44 0A
3.2 负载星形联结的三相电路
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
不对称三相负载: 不满足 ZA =ZB = ZC 如由单相负载组成的三相负载
三相负载的联接
三相负载也有 Y和 两种接法,至于采用哪种方
(2) 负载Y联结三相电路的计算 i Al
Y 联结时:
+
uAN
N– ––
uBN
+
iN
iAN ZA
N'
ZB
i Bl
ZC
uCN
+
iCl
1)负载端的线电压=电源线电压
2)负载的相电压=电源相电压
3)线电流=相电流
4)中线电流I NI AN I BN I CN
Ul 3UP
Il IP
I AN
U AN ZA
第3章 三相正弦交流电路
3.1 三相电压 3.2 负载星形联结的三相电路 3.3 负载三角形联结的三相电路 3.4 三相功率
3.1 三相电压
电能的产生、传输和分配大多采用的是三相 正弦交流电形式。由三相正弦交流电源供电 的电路称为三相电路。与上一章介绍的单相 正弦交流电路相比,三相电路具有输电经济、 三相电机性能好、效率高、成本低等优点。 本章主要讨论三相正弦交流电源的联接、负 载的联结、三相电路的分析以及三相电路的 功率问题。
3 )
2
三相电压瞬时表示式
相量表示
uuUmsin t
U uU0U
uvU msi nt (12)0Uv U120
uwU m si nt (12)0UwU120
波形图
u
uu uv uw
相量图
.
Uw
120° 240° 360°
O
2
120° .
120°
Uu
t
120°
.
Uv
三个正弦交流电动势满足以下特征
中性点
uAN
–
uAB
–
u V1+BN
–
–
uCN
+
u–+BC
N中性线(零线、地线)
uCA
在低压系统,中
B 性点通常接地,
所以也称地线。 +C
相电压:端线与中性线间(发电机每相绕组)的电压
U AN 、 U BN 、 U CNUp 线电压:端线与端线间的电压 U A、 B U BC 、 U CA Ul
同理
U BC 3U BN30 U CA 3U CN30
结论 Y 形 : 联 ,线 电 结 U 电 l 源 3 U 时 P ,压 且
前相应的相3电 0,压 三相线电压也是。 对称
3. 三相电源的三角形联结
A +–
uAB
–
uCA
B
+
uU–BCBC +
C
结 论 : 电 源 Δ 形结联 时 线电压Ul 相电压Up