三相正弦交流电路优秀课件
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电工技术基础与技能单元5三相正弦交流电讲解课件
例题
已知：发电机三相绕组产生的相电压大小均为U = 220 V， 试求：
(1)三相电源为 Y 联结时的相电压 U与P 线电压 UL (2)三相电源为 联结时的相电压 U与P 线电压 UL
解： (1) 三相电源 Y 联结：
UP 220V
UL 3UP 380 V
(2) 三相电源 联结：
UP 220V
E1 E2 E3 0
三相正弦交流电的表示法
4、复数法表示
E1 E10 E2 E2 120 E3 E3120
通过复数的四则运算可得：
E1 E2 E3 0
e1 2E sin t e2 2E sin(t 120) e3 2E sin(t 120)
知识拓展
三相发电机的工作原理
U L 3U YP
IYL IYP
U L 电路中的线电压
U YP
负载相电压
IYP
负载的相电流
IYL
线电流
三相四线制电路
负载的三角型联结
二、负载的三角型联结
U P U L
三相负载对称时：
IL 3IP
I P
U P Z
IL 线电流
IP 负载的相电流
U P
负载相电压
UL
线电压
三相三线制和三相四线制
三相交流发电机除了三相磁极式外还有旋转电枢式异 步电动机。
三相电源的连接
一、三相交流电源的星型联结 相线 线电压 相电压 中性点 中性线 三相四线制
星型联结
相电压大小(有效值)均为
U1 U2 U3 UP
线电压大小(有效值)均为
U12 U23 U31 UL 3UP
线电压比相应的相电压超前 30 ，如线电压 比u相12电压 超 前 3u01 ，线电压 比相电u压23 超前 30u，2 线电压 比相电 压 u3超1 前 30 。 u3
三相正弦交流电路课件
三相交流电的特点
三相交流电是指在供电系统中使用的三个相位的交流电，每个相位之间相差 120度。
三相交流电比单相交流电更加稳定和高效，可以提供更大的功率，用于供电 工业和商业设备。
三相正弦交流电路的构成要素
1 发电机
将机械能转化为电能的设备。
3 开关和保护设备
用于控制和保护路课件
欢迎来到三相正弦交流电路课件！本课件将带您深入了解交流电的基本概念， 三相交流电的特点，以及三相正弦交流电路的构成要素和工作原理。
交流电的基本概念
交流电是指电流方向和大小周期性变化的电流，交流电的频率通常以赫兹 （Hz）为单位表示，如50Hz。
交流电的基本特点是其电流和电压随时间呈正弦变化，形成一条连续的正弦 曲线，也称为正弦波。
用于调整电压水平的设备。
4 负载
消耗电能的设备或部件。
三相正弦交流电路的工作原理
三相正弦交流电路通过三个相位交替地提供电压和电流，以供应给负载。 通过相位差的变化，使三个交流电波形在时间上相互平衡，确保电力的连续 供应和稳定性。
三相正弦交流电路的基本计算方法
计算三相交流电路中的电压、电流、功率等参数需要使用欧姆定律、功率公式和复数计算方法。 根据负载的性质和三相电路的连接方式，可以计算出所需的电路元件和参数。
电力输送
用于输送远距离的电能，减少能源损耗和线路 压降。
电信设备
用于供电通信基站和数据中心，提供稳定和可 靠的电力。
三相电力的电压和电流关系
连接方式 星型连接 三角连接
电压关系 相电压 = 线电压 相电压 = 线电压 × √3
电流关系 相电流 = 线电流 相电流 = 线电流 × √3
三相正弦交流电路的实际应用
工业生产
模块三：三相交流电路ppt
⑷再进一步确定三相功率。
三相电路的负载有两种联接方法— —星形(Y)联接和三角形()联接
A B C N
右图即是“电灯、 电动机负载的星
形联接”。
三相负载的联结
• 三相电路的分析方法与单相基本一致。
⑴根据实际电路画出电路模型图； ⑵选择电压或电流的参考方向； ⑶根据基本定律和分析方法求解电路i～u的关系； ⑷再进一步确定三相功率。
• 由于负载对称，可根据线 电流与相电流的关系作出
.
.ULeabharlann AICA相量图。显然线电流也是
对称的，在相位上比相应 .
的相电流滞后30°
IB
根据相量图，线电流的大小为
.
IBC
.
UBC
I l = 2 I p cos30º= √¯¯3Ip
.
IC
.
UAB
.
I 30° AB
.
IA
作为常见负载的电动机，其三相绕组可以接成星 形，也可以接成三角形；而照明负载，一般都接 成有中线 的星形。
UAB = UBC = UCA = Ul = Up
各相负载相电流的有效值分别为
I AB
UAB ZAB
,
IBC
UBC ZBC
,
ICA
UCA ZCA
各相负载的电压与电流的相位差分别为
AB
arctg
XAB R AB
,
BC
arctg
XBC RBC
,
C A
arctg
XC A RCA
负载的线电流可由克希荷夫定律列式计算：
各相电流为
•
•
•
IA 28.8/10.9 A IB 24.9/139.1 A IC 14.4/130.9 A
三相电路的负载有两种联接方法— —星形(Y)联接和三角形()联接
A B C N
右图即是“电灯、 电动机负载的星
形联接”。
三相负载的联结
• 三相电路的分析方法与单相基本一致。
⑴根据实际电路画出电路模型图； ⑵选择电压或电流的参考方向； ⑶根据基本定律和分析方法求解电路i～u的关系； ⑷再进一步确定三相功率。
• 由于负载对称，可根据线 电流与相电流的关系作出
.
.ULeabharlann AICA相量图。显然线电流也是
对称的，在相位上比相应 .
的相电流滞后30°
IB
根据相量图，线电流的大小为
.
IBC
.
UBC
I l = 2 I p cos30º= √¯¯3Ip
.
IC
.
UAB
.
I 30° AB
.
IA
作为常见负载的电动机，其三相绕组可以接成星 形，也可以接成三角形；而照明负载，一般都接 成有中线 的星形。
UAB = UBC = UCA = Ul = Up
各相负载相电流的有效值分别为
I AB
UAB ZAB
,
IBC
UBC ZBC
,
ICA
UCA ZCA
各相负载的电压与电流的相位差分别为
AB
arctg
XAB R AB
,
BC
arctg
XBC RBC
,
C A
arctg
XC A RCA
负载的线电流可由克希荷夫定律列式计算：
各相电流为
•
•
•
IA 28.8/10.9 A IB 24.9/139.1 A IC 14.4/130.9 A
三相正弦交流电路课件
【 例 10-1】 已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为 】 E = 220 V，试求：(1) 三相电源为 Y 联结时的相电压 UP 与线 ，试求： ) 联结时的相电压 电压 UL；(2) 三相电源为 ∆ 联结时的相电压 UP 与线电压 UL 。 ) 联结： 解：(1) 三相电源 Y 联结：相电压 UP = E = 220 V，线 ) ， 电压
该接法有三根火线和一根零线， 该接法有三根火线和一根零线 ， 叫做三相四线制电路被图 片叠压， 联结， 片叠压，在这种电路中三相电源也是必须是 Y 联结，所以又叫 的三相电路。 做 Y－Y 接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)，电 － 接法的三相电路 显然不管负载是否对称(相等) 路中的线电压 UL 都等于负载相电压 UYP 的 3 倍，即 U L = 3U YP 负载的相电流 IYP 等于线电流 IYL ，即 IYL = IYP 对称时 即各相负载完全相同， 当三相负载对称 当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电 流也一定对称( 流也一定对称(称为 Y－Y 形对称三相电路)。即各相电流(或各 － 形对称三相电路) 即各相电流( 线电流)振幅相等、频率相同、 线电流)振幅相等、 频率相同、相位彼此相差 120°，并且中性 ° 线电流为零。所以中性线可以去掉，即形成三相三线制电路， 线电流为零。所以中性线可以去掉，即形成三相三线制电路， 也就是说对于对称负载来说，不必关心电源的接法， 也就是说对于对称负载来说，不必关心电源的接法，只需关心 负载的接法。 负载的接法。
联结的对称三相电路中， 【例10-2】在负载作 Y 联结的对称三相电路中，已知每相 】 负载均为 |Z|= 20 Ω，设线电压 UL = 380 V，试求：各相电流(也 ，试求：各相电流( 就是线电流) 就是线电流)。 解：在对称 Y 负载中，相电压 负载中，
三相正弦交流电路课件
靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色 标出 U 相，用绿色标出 V 相，用红色标出 W 相。
三相电动机模型
u
v w
x
y uz
二、三相电源的连接
三相电源有星形(亦称 Y )接法和三角形(亦称 ）联结 两种。
1．三相电源的星形( Y 形)联结
将三相发电机三相绕组 的末端 U2、V2、W2 (相尾) 连接在一点，始端 U1、V1、 W1 (相头)分别与负载相连， 这 种 连 接 方 法 叫 做 星 形 (Y 形)联结。如图 10-2 所示。
I P U P 380 A 7.6 A Z 50
线电流
I L 3 I P 13.2 A
【例 10-4】 三相发电机是星联结，负载也是星形联结，发
电机的相电压 Up = 1000 V，每相负载电阻均为 R = 50 k， XL = 25 k。试求：(1) 相电流；(2) 线电流；(3) 线电压。 解：
PY 3U YL I YL cos 8.7 kW
(2)负载做三角形联结时： 相电压等于线电压 UP = UL= 380 V U P 相电流 I L 38 A Z 线电流 IL= 3 IP= 66 A 负载的功率为 PY 的 3 倍 P 3 U L I Lcos 26 kW
二、负载的三角形联结
负载做 联结时只能形成三相三线制电路，如图10-5 所 示。
图 10-5 三相负载的三角形联结
显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压 UP 都等于线电压 UL ，即 UP = UL 当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线 电流也一定对称。负载的相电流为
图 10-2 三相绕组的星形联结
从三相电源三个相头 U1、V1、W1 引出的三根导线叫 作端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做 线电压。Y 公共连接点 N 叫作中性点，从中点引出的导线
电工与电子技术基础3三相正弦交流电路课件
3.3.2三相不对称负载的星形连接
1. 三相四线制
A
IA
+
U A
N
-
U B
B+
C
IN
-
U C +
ZC
IB
IC
ZA
ZB
三相四线制三相电路
不对称负载：
ZA ZB ZC ZA RA jXA ZA A
ZB RB jXB ZB B
ZC RC jXC ZC C
Z
A
RA2
X
2 A
A
arctg
ZA=11， ZB=ZC=22 ，它们的额定电压为220V。若电源的线
电压为Ul=380V，试求各负载两端的电压，并说明各相白炽灯能
否正常工作。
IA
解: UA UA U NN
1650 V
UB UB U N N 220 252 131 V
2200 550 120 550 UC
+ C
IB
IC
ZA
ZB
IC
UC ZC
220120 20 120
11240 11 120A
IN IA IB IC 110 22―180 11―120 11 3―150A
【例】电路如图所示，电源线电压Ul =380V，三相负载
Z电A流=20IA、，IBZ和B
10
IC
j10 3()
中线电流
1 3
U
AB
30
2200 V
U A
N-
U AB
C
B IB-
3U0A-
Z
Z
U N Z A
IB
I IC A
U IA
三相正弦交流电路课件
相位关系。
对称性分析
判断三相电路是否对称 ，对于不平衡负载的分
析非常重要。
功率因数分析
通过向量图可以计算出 功率因数，用于评估电
路的效率。
故障诊断
通过观察向量图的变化 ，可以诊断出电路中的
故障类型和位置。
03
CATALOGUE
三相变压器的原理及应用
三相变压器的结构和工作原理
结构
三相变压器由三个独立的单相变压器组成，它们共享一个铁 芯和绕组。每个单相变压器分别接在三相电力系统中不同的 相线上。
根据实验结果，分析三相正弦交流电 路的工作特性，总结出相关结论。
将实验数据与理论值进行比较，分析 误差产生的原因。
THANKS
感谢观看
实验设备介绍
01
02
03
04
电源设备
提供三相正弦交流电源，以驱 动电路中的负载。
负载设备
模拟实际应用中的各种负载， 如电动机、灯泡等。
测量仪器
用于测量电压、电流、功率等 电气参数的仪表。
实验电路板
提供三相正弦交流电路所需的 电路元件和连接线路。
实验操作步骤及注意事项
根据实验电路图，正确连接 电路元件，确保线路连接正
无功功率
表示电路与电源之间交换的能量 ，计算公式为$Q =
frac{U_{avg}}{sqrt{3}} times I_{avg}$。
视在功率
表示电源提供的总功率，计算公 式为$S = frac{U_{avg}}{sqrt{3}}
times I_{avg}$。
三相电路的向量图分析
相位分析
通过向量图可以直观地 分析各相电压和电流的
结构。
当三相电源施加到三相绕组上时 ，会产生旋转磁场，旋转磁场与 笼型转子相互作用，使转子转动
对称性分析
判断三相电路是否对称 ，对于不平衡负载的分
析非常重要。
功率因数分析
通过向量图可以计算出 功率因数，用于评估电
路的效率。
故障诊断
通过观察向量图的变化 ，可以诊断出电路中的
故障类型和位置。
03
CATALOGUE
三相变压器的原理及应用
三相变压器的结构和工作原理
结构
三相变压器由三个独立的单相变压器组成，它们共享一个铁 芯和绕组。每个单相变压器分别接在三相电力系统中不同的 相线上。
根据实验结果，分析三相正弦交流电 路的工作特性，总结出相关结论。
将实验数据与理论值进行比较，分析 误差产生的原因。
THANKS
感谢观看
实验设备介绍
01
02
03
04
电源设备
提供三相正弦交流电源，以驱 动电路中的负载。
负载设备
模拟实际应用中的各种负载， 如电动机、灯泡等。
测量仪器
用于测量电压、电流、功率等 电气参数的仪表。
实验电路板
提供三相正弦交流电路所需的 电路元件和连接线路。
实验操作步骤及注意事项
根据实验电路图，正确连接 电路元件，确保线路连接正
无功功率
表示电路与电源之间交换的能量 ，计算公式为$Q =
frac{U_{avg}}{sqrt{3}} times I_{avg}$。
视在功率
表示电源提供的总功率，计算公 式为$S = frac{U_{avg}}{sqrt{3}}
times I_{avg}$。
三相电路的向量图分析
相位分析
通过向量图可以直观地 分析各相电压和电流的
结构。
当三相电源施加到三相绕组上时 ，会产生旋转磁场，旋转磁场与 笼型转子相互作用，使转子转动
三相正弦交流电路(ppt)
2． 三相三线制电路
. UU
. IU
－
＋
A
ZU
.
UV
N－
＋
. IV
N′
B
ZV
. UW －＋
. IW
C
ZW
图 5.9 负载为Y形连接的三相三线制电路
•
•
•
UU UV UW
•
U N'N
ZU 1
ZV 1
ZW 1
ZU ZV ZW
若负载对称, 即 ZUZVZWZZ ，则
•
•
•
•
UN'N
UU ZU
•
•
IV
UV
2201202201204466.9A
ZV 3j4 5 53.1
•
•
IW
UW
22012022012022120A
ZW
10
100
•
•
•
•
I N IU IV IW
22 36.9 44 66.9 22 120
17.6 j13.2 17.3 j40.5 11 j19.1 23.9 j34.6 42 55.4A
1
UV ZV
1
UW ZW
1
1(U•UU•VU•W) Z
3
0
ZU ZV ZW
Z
•
•
•
UU UV UW
•
U N'N
ZU 1
ZV ZW 11
0
ZU ZV ZW
5.2.2
•
•
I UV
U UV
,
ZUV
•
•
I VW
U VW
,
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S
AX
Y•
BY
CZ 始端 末端
C
ω
N
三组线圈完全相同，
空间位置各差120o
X
定子 Z
•
B
转子
转子为一磁极，有N极和S极，那么在定子与转子间 的气隙中有磁场分布，当转子以角速度 ω逆时针方 向旋转时，定子绕组切割磁力线产生感应电动势。
第七章 三相电路
A•
S Y•
C
ω
N
X
Z
通过工艺上保证定子与转
•
子气隙间的磁通密度分布规
•
U AB
•
U BC
•
U CA
•
3U A 30
•
3U B 30
•
3U C 30
可以看出，当发电机绕组作星形连接时，三个相电压和三 个线电压均为三相对称电压，各线电压的有效值为相电压 有效值的 3 倍，且线电压相位比其下标第一个字母的相
电压超前 30。
第七章 三相电路
电源的三角形联接
将三相定子绕组的始末端钮顺
连接方式有星形连接和三角形连接两种。最常 用的连接方式是星形连接。
第七章 三相电路
三相电源的星形联接
将发电机三相定子绕
组的末端 X、Y 、Z 连接
A
在一点，始端A、B、C分
别与负载连接，这种方法
+
叫星形连接，三个末端相
uA
连接的点称为中点或零点， 用字母“N”表示，从中点 引出的一根线叫做中线或 零线。从始端A、B、C引
然，三相感应电动势的
X
幅值相等，频率相等，
相位彼此相差120。
三相电动势
A BC
+
+
+ Em
eA eB eC
eA eB eC
﹣ ﹣﹣ 0
X YZ
2
t
•
EC
120°
120°
E• B
120°
相量图
–Em • EA
eA= Emsin t eB= Emsin ( t–120°) eC= Emsin ( t+120°)
正序(顺序)：A—B—C—A C 负序(逆序)：A—C—B—A B
B AC A
相序的实际意义：
三相电机
A1
B2
D
C3
正转
A1
C2
D
B3
反转
以后如果不加说明，一般都认为是正相序。
二. 三相电源的联接方式
三相交流发电机的定子为三个独立绕组，如果 将每个绕组用两条导线引出供电，需要六条导线 ，这不仅使供电成本提高，也不能体现三相制供 电的优越性。因此，三相电源在对外供电时，并 不是由三个绕组独立供电，而是按照一定方式进 行连接，形成一个整体。
三相正弦交流电路优秀课件
三相电路
三相电路是由三个频率相同、振幅相 同、相位彼此相差120◦的正弦电压作为供 电电源的电路。
三相电路的优点： （1）发电方面：容量比单相电源大50％； （2）输电方面：比单相输电节省有色金属25％； （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； （4）用电设备：三相电动机具有结构简单、成本 低、运行可靠、维护方便等优点。
可知，三相交流电压瞬时值的代数和恒为零，即
uAuBuC0
由相量图可知，三相电压相量和为零，即
•
•
•
UAUBUC0
这三组大小相等，频率相同，相位依次相差 120的三
相电压，称为对称三相电压。对称三相电压是三 相定子绕组产生的三个独立的正弦电源，称为 三相交流电源。
⑤对称三相电源的相序
三相电源各相经过同一值(如最大值)的先后顺序。
律是正弦的，密度的最大值
B
在N和S处，这样使各相绕组 切割磁力线产生的感应电动
势为正弦的感应电动势。
第七章 三相电路
由于三个绕组的空间位
A•
N
Z
置彼此相隔120， 这样 第一相感应电动势的相
Y•
•
位超前第二相感应电动
势的相位120；同样第
C
ω
二相感应电动势超前第
B
三相 120 ，第三相又
S
超前第一相 120 。显
7.1 三相交流电源
例子：单相交流发电机
在两磁极中间，放一个线圈。
让线圈以 ω的速度逆时 针旋转。 N
ω 根据右手定则可知，
e
线圈中产生感应电动势。
A X
S
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 2Esinωt
一、三相交流电源的产生
A•
定子中放三组绕组：
Um
uA uB
uC
A
BC
0
+
++
uA
uB
uC
2
t
–
––
X
YZ
–Um
第七章 三相电路
设第一相初相为 0，那么第二相为 12，0 第三相为 120，
三相电压的三角函数表达式为
uA Um sin t uB Um sin(t 120) uC Um sin(t 120)
第七章 三相电路
由三角函数关系式 s i n s i n ( 1 2 0 ) s i n ( 1 2 0 ) 0
N-
-
-
uB
N
出的三根线叫做相线，俗 称火线。
+ uC
+
B
C
第七章 三相电路
+
uA
N-
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-
-
uB
+ uC
+
A
低压配电系统中，采用三根 火线和一根中线输电，称为 N 三相四线制；高压输电工程 中，由三根火线组成输电， 称为三相三线制。
B C
第七章 三相电路
+
uA
N-
-
-
uB
+ uC
+
A 相电压：每相绕组始端与末
次相接，从各联接点引出三个
端钮A、B、C与负载相连，
A
+
这种方法称为三角形连接。显 然，当电源三角形联接时，线 电压就是相电压。必须注意：
－
+
uC
－
uB
+
uA
－
三角形联接时如果任何一相绕
B
组接法相反，三个相电压之和
C
将不为零，因而在三角形联接
的闭合回路中将产生极大的短
路电流，造成严重后果。
例：三相发电机接成三角形供电。如果误将C相 接反，会产生什么后果？
端的之间的电压，其瞬时值
用uA、uB、uC表示，相电压
的有效值通常用Up表示。
N 线电压：任意两根火线之间
的电压，其瞬时值用uAB、
uBC、uCA表示，线电压的有
B 效值通常用Ul表示。
C
第七章 三相电路
三相电源星形联接方式下相电压和线电压之间的关系：
A
+
uA
N-
-
-
uB
+ uC
+
uAB uAuB
N uBCuBuC
uCA uC uA B C
第七章 三相电路
用相量表示：
•
U
•
A
U CA
•
UC
30
•
U AB • U B
•
•
•
UAB UAUB
•
•
•
UBC UBUC
•
•
•
UCA UCUA
30 • UA
•
U B 30
U A B2U Acos303U A
•
•
U C U BC 一般写为
Ul 3Up
第七章 三相电路
三相定子绕组电动势的幅值相等, 频率相同, 相位依次相差
120° ，设定电动势的参考方向为由线圈的末端指向始端。
用电压源表示三相定子绕组的感应电动势，A、B、C
端标记为正极性，而X、Y、Z端标记为负极性。每一个
电别以压记u源为A为记uA参为、考一uB正相和弦，uC量依。，次则称有为A相、B相、C相。其电压分