电路原理：三相电路课件
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1821年，法拉第发现载流导体在磁场中受力现象，研 制出第一台单极直流电机模型；1831年，提出电磁感 应定律。
1870年，格拉姆提出了发电机环形闭合电枢绕组的结构，将 发电机和电动机的发展合二为一。
1871年，麦尔准发明了交流发电机。
1876年，亚勃罗契诃夫首次采用交流发电机和开磁路式串联 变压器，给他所发明的“电烛”供电，是交流电用于照明系 统的开始。
2）电流计算
以O为参考电位，计算 U O'O
U A U B U C
U O'O
ZA Zl 1
ZB ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl 1
ZC Zl 1 1
ZA Zl ZB Zl ZC Zl ZO
Ⅰ、若负载对称，即 Z A Z B Z C Z p
则
U O'O
特点
uA uB uC 0
U A U B U C 0
A-B-C的相序称为正序，
A-C-B的相序称为负序，或逆序
7.2 三相制的联接法及计算
三相电源的联接
Y（星）形联接
Δ（三角）形联接
三相负载的联接
一、Y-Y形联接
1、Y-Y形三相四线制联接
相电流：
I
、
A
I
、
B
IC
1891年，德国劳芬电厂将三相交流发电机产生的交流 电，通过13.8kV输电线路输送，开创了三相交流电大 功率、远距离传输的历史。
三相电路的优点：
（1）发电方面：比同功率的单相发电机体积小， 结构简单，省材料；
三相电机的磁场为圆形，可以自启动； 单相电机的磁场为脉振磁场，需要增加电容或电阻以及启动线圈 使之形成椭圆形磁场，才能启动。
解： U AB 380 30 V
UA
380 3
(30
30 )
220
60 V
UBC 380(30 120) 380 150 V
UCB 38030 V
uA 220 2 sin(t 60 )V
uCB 380 2 sin(t 30 )V
线电流：
I
、
A
I
、
B
IC
中线电流： IO
中点（O、O ′ ）
（接地后称为零点）
中线（ O-O ′ ）
（中点接地后称为零线）
相线（端线、火线）
U
、
A
U
、
B
U
C
相电压：
U
A
、
'
U
B
、
'
U
C
'
U
、
AB
U
BC
、
U
CA
线电压：U
A
'
B
、
'
U
B
'C
、
'
U
C
'
A
'
1）Y-Y形联接 时对称相电压与 线电压的关系
U AB U A U B
3 U A30
U CA
U C
U B
U AB
30 U A
UBC 3UB30
UCA 3UC30
U B
U l 3U p
线电压超前对应相电压30o
U BC
例1. 对于对称三相电压, 设 uAB 380 2 sin(t 30 )V 求 uA 、uCB
三相电路的优点：
（2）输电方面：在同样条件下输送同样大的功率 时，特别是远距离输电时，三相输电线可以节约 25%左右的材料，而且电能损耗较单相输电时少；
三相电路的优点：
（3）配电方面：三相变压器比单相变压器经济 且便于接入负载，并且绝缘安全性能优越。
三相电路的优点：
◆三相电动机定子绕组中通入三相对称电流，可 产生稳定的、具有固定旋转方向的匀速旋转磁场， 通过电磁感应作用驱动转子旋转。三相是最少、 最可靠的相数。
Zp
1
Zl
(U A
U B
U C
)
1
1
1
0 1
Z p Zl Z p Zl Z p Zl ZO
IO 0
电源中点与负载中点重合
三相化单相计算
令 Z Zl Zp
I A
U A Z
、
I
B
U B Z
、 IC
U C Z
I A , I B , IC 对称
eA
uA _ uB _ uC
Y
Z
A相 B相
C相
对称三相电压瞬时值表达式：
uA 2U sint uB 2U sin(t 120 ) uC 2U sin(t 120 )
对称三相电压相量表达式：
U A U0 U B U 120 U C U120
拓展内容：
1. 对称三相电路中的高次谐波 2. 三相电路的故障分析 3. 输电、配电系统三相接线方
式 4. 接地与安全用电
7.1 对称三相电 压
特指三个幅值相等、频率相同、初相位互差120o 的正弦电压
三相发电机示意图
三相绕组
始 端
ABC-------------------XYZ末 端
B
C
+
+
IA I p IB I p( 120 )
IC I p ( 120 )
IO I A I B IC 0
IC
IB
IA
值为300V，负载每相阻 抗
抗Zl (3 j1) 端相电压和线电压。
，线路阻抗 ，Z p中 线(45阻 j35) ZO 。(2 求j各4) 相电流相量及负载
◆对称三相发电机输出的瞬时功率是恒定的，
这样的发电机运行稳定、噪音小；若负载为对 称三相电动机，则其产生的转矩也是恒定，可 避免振动。
第七章 三相电路
基本内容：
1. 三相电路的基本概念； 2. 星形联接、三角形联接下的线电压与相电压、 线电流与相电流的关系 3. 对称三相电路的计算方法 4. 不对称三相电路的计算 5. 三相电路的功率计算与测量
1882年，台勃莱兹将米斯巴哈水电站发出的直流电能，通过 一条57公里长的输电线送到慕尼黑，证明了远距离输电的可 能性。随后提出了旋转磁场的合成方法。
1885年，由费朗蒂设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开 始输电，将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站， 再分送到各街区的二级变压器。
1888年，弗拉利斯在意大利科学院提出了“利用交流 电来产生电动旋转”的经典论文。同一时期，特斯拉 亦独立地从事于旋转磁场的研究和试验，而且和弗拉 利斯互不相涉和几乎同时地发明了感应电动机。
1889年，多利沃-多勃罗夫斯基提出采用三相制的建 议，证明三相交流电也可以产生旋转磁场，同时设计 和制造出了第一台三相变压器和三相感应电机。随后 在德国、美国推广应用，并在全世界范围内迅速推广 。
1870年，格拉姆提出了发电机环形闭合电枢绕组的结构，将 发电机和电动机的发展合二为一。
1871年，麦尔准发明了交流发电机。
1876年，亚勃罗契诃夫首次采用交流发电机和开磁路式串联 变压器，给他所发明的“电烛”供电，是交流电用于照明系 统的开始。
2）电流计算
以O为参考电位，计算 U O'O
U A U B U C
U O'O
ZA Zl 1
ZB ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl 1
ZC Zl 1 1
ZA Zl ZB Zl ZC Zl ZO
Ⅰ、若负载对称，即 Z A Z B Z C Z p
则
U O'O
特点
uA uB uC 0
U A U B U C 0
A-B-C的相序称为正序，
A-C-B的相序称为负序，或逆序
7.2 三相制的联接法及计算
三相电源的联接
Y（星）形联接
Δ（三角）形联接
三相负载的联接
一、Y-Y形联接
1、Y-Y形三相四线制联接
相电流：
I
、
A
I
、
B
IC
1891年，德国劳芬电厂将三相交流发电机产生的交流 电，通过13.8kV输电线路输送，开创了三相交流电大 功率、远距离传输的历史。
三相电路的优点：
（1）发电方面：比同功率的单相发电机体积小， 结构简单，省材料；
三相电机的磁场为圆形，可以自启动； 单相电机的磁场为脉振磁场，需要增加电容或电阻以及启动线圈 使之形成椭圆形磁场，才能启动。
解： U AB 380 30 V
UA
380 3
(30
30 )
220
60 V
UBC 380(30 120) 380 150 V
UCB 38030 V
uA 220 2 sin(t 60 )V
uCB 380 2 sin(t 30 )V
线电流：
I
、
A
I
、
B
IC
中线电流： IO
中点（O、O ′ ）
（接地后称为零点）
中线（ O-O ′ ）
（中点接地后称为零线）
相线（端线、火线）
U
、
A
U
、
B
U
C
相电压：
U
A
、
'
U
B
、
'
U
C
'
U
、
AB
U
BC
、
U
CA
线电压：U
A
'
B
、
'
U
B
'C
、
'
U
C
'
A
'
1）Y-Y形联接 时对称相电压与 线电压的关系
U AB U A U B
3 U A30
U CA
U C
U B
U AB
30 U A
UBC 3UB30
UCA 3UC30
U B
U l 3U p
线电压超前对应相电压30o
U BC
例1. 对于对称三相电压, 设 uAB 380 2 sin(t 30 )V 求 uA 、uCB
三相电路的优点：
（2）输电方面：在同样条件下输送同样大的功率 时，特别是远距离输电时，三相输电线可以节约 25%左右的材料，而且电能损耗较单相输电时少；
三相电路的优点：
（3）配电方面：三相变压器比单相变压器经济 且便于接入负载，并且绝缘安全性能优越。
三相电路的优点：
◆三相电动机定子绕组中通入三相对称电流，可 产生稳定的、具有固定旋转方向的匀速旋转磁场， 通过电磁感应作用驱动转子旋转。三相是最少、 最可靠的相数。
Zp
1
Zl
(U A
U B
U C
)
1
1
1
0 1
Z p Zl Z p Zl Z p Zl ZO
IO 0
电源中点与负载中点重合
三相化单相计算
令 Z Zl Zp
I A
U A Z
、
I
B
U B Z
、 IC
U C Z
I A , I B , IC 对称
eA
uA _ uB _ uC
Y
Z
A相 B相
C相
对称三相电压瞬时值表达式：
uA 2U sint uB 2U sin(t 120 ) uC 2U sin(t 120 )
对称三相电压相量表达式：
U A U0 U B U 120 U C U120
拓展内容：
1. 对称三相电路中的高次谐波 2. 三相电路的故障分析 3. 输电、配电系统三相接线方
式 4. 接地与安全用电
7.1 对称三相电 压
特指三个幅值相等、频率相同、初相位互差120o 的正弦电压
三相发电机示意图
三相绕组
始 端
ABC-------------------XYZ末 端
B
C
+
+
IA I p IB I p( 120 )
IC I p ( 120 )
IO I A I B IC 0
IC
IB
IA
值为300V，负载每相阻 抗
抗Zl (3 j1) 端相电压和线电压。
，线路阻抗 ，Z p中 线(45阻 j35) ZO 。(2 求j各4) 相电流相量及负载
◆对称三相发电机输出的瞬时功率是恒定的，
这样的发电机运行稳定、噪音小；若负载为对 称三相电动机，则其产生的转矩也是恒定，可 避免振动。
第七章 三相电路
基本内容：
1. 三相电路的基本概念； 2. 星形联接、三角形联接下的线电压与相电压、 线电流与相电流的关系 3. 对称三相电路的计算方法 4. 不对称三相电路的计算 5. 三相电路的功率计算与测量
1882年，台勃莱兹将米斯巴哈水电站发出的直流电能，通过 一条57公里长的输电线送到慕尼黑，证明了远距离输电的可 能性。随后提出了旋转磁场的合成方法。
1885年，由费朗蒂设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开 始输电，将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站， 再分送到各街区的二级变压器。
1888年，弗拉利斯在意大利科学院提出了“利用交流 电来产生电动旋转”的经典论文。同一时期，特斯拉 亦独立地从事于旋转磁场的研究和试验，而且和弗拉 利斯互不相涉和几乎同时地发明了感应电动机。
1889年，多利沃-多勃罗夫斯基提出采用三相制的建 议，证明三相交流电也可以产生旋转磁场，同时设计 和制造出了第一台三相变压器和三相感应电机。随后 在德国、美国推广应用，并在全世界范围内迅速推广 。