电路教案第12章_三相电路
重点1.三相电路的基本概念2.对称三相电路的分析3.不对称三相电路的概念4.三相电路的功率12.1 三相电路三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。
三相电路的优点:● 发电方面:比单项电源可提高功率50%; ● 输电方面:比单项输电节省钢材25%;● 配电方面:三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载; ● 运电设备:结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电力系统采用的主要供电方式。
三相电路的特殊性: (1)特殊的电源;(2)特殊的负载 (3)特殊的连接(4)特殊的求解方式研究三相电路要注意其特殊性。
1. 对称三相电源的产生三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电源。
通常由三相同步发电机产生,三相绕组在空间互差120°,当转子以均匀角速度ω转动时,在三相绕组中产生感应电压,从而形成对称三相电源。
a. 瞬时值表达式)120cos(2)()120cos(2)(cos 2)(o C o B A +=-==t U t u t U t u t U t u ωωωA 、B 、C 三端称为始端,X 、Y 、Z 三端称为末端。
b. 波形图如右图所示。
c. 相量表示oC o B o A 1201200∠=-∠=∠=•••U U U U U U d. 对称三相电源的特点 0C B A C B A =++=++•••U U U u u ue. 对称三相电源的相序定义:三相电源各相经过同一值(如最大值)的先后顺序。
正序(顺序):A —B —C —A负序(逆序):A —C —B —A (如三相电机给其施加正序电压时正转,反转则要施加反序电压) 以后如果不加说明,一般都认为是正相序。
2. 三相电源的联接(1)星形联接(Y 联接)X, Y , Z 接在一起的点称为Y 联接对称三相电源的中性点,用N 表示。
(2)三角形联接(∆联接)注意:三角形联接的对称三相电源没有中点。
3. 三相负载及其联接三相电路的负载由三部分组成,其中每一部分称为一相负载,三相负载也有二种联接方式。
(1) 星形联接当C B A Z Z Z ==时,称三相对称负载。
(2) 三角形联接当CA BC AB Z Z Z ==时,称三相对称负载。
4. 三相电路三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。
工程上根据实际需要可以组成:Y-Δ,Y-Y ,Δ-Y ,Δ-Δ电路。
当电源和负载都对称时,称为对称三相电路。
三相四线制: 三相三线制:12.2 线电压(电流)与相电压(电流)的关系1. 名词介绍● 端线(火线):始端A, B, C 三端引出线。
● 中线:中性点N 引出线, ∆连接无中线。
● 相电压:每相电源的电压。
如:C B A ,,•••U U U● 线电压:端线与端线之间的电压。
如:CA C B B A ,,•••U U U● 线电流:流过端线的电流。
如:CB A I I I &&&,,● 负载的相电压:每相负载上的电压。
如:'''''',,N C N B N A U U U &&&,'''''',,A C C B B A U U U &&& ● 负载的线电压:负载端线间的电压。
如:'''''',,AC C B B A U U U &&& ● 线电流:流过端线的电流。
如:CB A I I I &&&,, ● 相电流:流过每相负载的电流。
如:cabc ab c b a I I I I I I &&&&&&,, ,,2. 相电压和线电压的关系a. Y 联接 相电压:o C CN o B BN o A N A 120 ,120 ,0∠==-∠==∠==••••••U U U U U U U U U 则:设线电压:o o o N A CN CA o o o CN N B C B o o o BN N A B A 150********1201203031200∠=∠-∠=-=-∠=∠--∠=-=∠=-∠-∠=-=•••••••••U U U U U U U U U U U U U U U U U U 利用相量图得到相电压和线电压之间的关系:一般表示为:oCN CA o BN C B oAN B A 303303303∠=∠=∠=••••••U U U U U U 线电压对称(大小相等,相位互差120º。
可见,对Y 联接的对称三相电源:(1) 相电压对称,则线电压也对称(2)线电压大小等于相电压p l U U 33=即 倍, (3) 线电压相位领先对应相电压30º。
所谓的“对应”:对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。
如:AN B A ••→U U 等。
b. ∆联接o C o B o A 120 120 0∠=-∠=∠=•••U U U U U U ,,则设oC CA o B C B oA B A 1201200∠==-∠==∠==••••••U U U U U U U U U 线电压等于对应的相电压.● 以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。
● ∆联接电源始端末端要依次相连。
A-Y-B-Z-C-X● 正确接法,电源中不会产生环流;错误接法,电源中将会产生环流。
3. 相电流和线电流的关系 a. Y 联接作图说明:Y 联接时,线电流等于相电流。
b. ∆联接△联接的对称电路:.33 )1(p l I I =即 倍,的线电流大小等于相电流 (2) 线电流相位滞后对应相电流30º。
13.3 对称三相电路的计算对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称,因而可以引入一特殊的计算方法。
1. Y –Y 联接(三相三线制)o C o B o A 120 120|| 0∠=-∠=∠=∠=•••U U U U φZ Z U U ,,,设以N 点为参考点,对N’点列写结点方程:C B A N N 111)111(U ZU Z U Z U Z Z Z &&&&++=++' 0 0)(13N N C B A N N =∴=++=''U U U U ZU Z &&&&& 可见:对于三相电路,因N ,N’两点等电位,可将其短路,且其中电流为零。
这样便可将三相电路的计算化为单相电路的计算。
负载侧相电压:o C N C o B N B o A N A 1201200∠==-∠==∠=='''•U U U U U U U U U &&&&& 也为对称电压。
计算电流:φZ U Z U Z U I φZ U Z U Z U I φZ U Z U Z U I -∠===--∠===-∠==='''o CN C C o BN B B AN A A 120||120||||&&&&&&&&& 为对称电流。
● 电源中点与负载中点等电位。
有无中线对电路情况没有影响。
● 对称情况下,各相电压、电流都是对称的,可采用一相(A 相)等效电路计算。
其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。
● Y 形联接的对称三相负载,根据相、线电压、电流的关系得:aA I I U U &&&&ο=∠=',303N A AB 2. Y –∆联接φZ Z U U U U U U ∠=∠=-∠=∠=•••|| 120 120 0o C o B 0A ,,,设解法1:负载上相电压与线电压相等:oCA ca o BC bc o AB ab 1503903303∠==-∠==∠==••••••U U U U U U U U U 相电流:φZ U Z U I φZ U Z U I φZ UZ U I -∠==--∠==-∠==••••••o ca ca o bc bco ab ab 150||390||330||3 线电流:oca bc ca C o bc ab bc B oab ca ab A 303303303-∠=-=-∠=-=-∠=-=••••••••••••I I I I I I I I I I I I结论:● 负载上相电压与线电压相等,且对称。
● 线电流与相电流对称。
线电流是相电流的3倍,相位落后相应相电流30°。
● 根据一相的计算结果,由对称性可得到其余两相结果。
解法2:将三相负载经Δ-Y 变换,转换成Y-Y 接法计算。
则:φZ U Z U Z U I -∠===•'||333/A N a A && 利用前面的结论,φZ U I I -∠=∠=o o A ab 30||33031&&o o an ab 303303∠=∠=U U U && 解法3:利用计算相电流的一相等效电路。
(回路法,取一个回路)οο&&&&&&&303330330||3o ab ab ∠==-∠=-∠=-∠===U U U ZU I I Z U Z U Z U I AB ab ab A AB ,φφ4. 电源为∆联接时的对称三相电路的计算将∆电源用Y 电源替代,保证其线电压相等。
o CA C oBC B o AB A 303130313031-∠=-∠=-∠=••••••U U U U U U ,,再利用前面的方法计算。
小结:对称三相电路的一般计算方法:(1)将所有三相电源、负载都化为等值Y —Y 接电路; (2)连接负载和电源中点,中线上若有阻抗可不计; (3)画出单相计算电路,求出一相的电压、电流:(4)根据∆接、Y 接时线量、相量之间的关系,求出原电路的电流电压。
(5) 由对称性,得出其它两相的电压、电流。
例:对称三相电源线电压为380V ,Z =6.4+j4.8Ω, Zl =6.4+j4.8Ω。
求负载 Z 的相、线电压和电流。
(如右图) 解:画出一相计算图如下图。
V03220 V 0380 o A o AB -∠=∠=••U U 则设A 3.171.1743.188.12 03220 j8.89.4 03220o oo o AN A -∠=∠-∠=+-∠=+=••l Z Z U I V 2.368.1369.3683.171.17o o o A N a -∠=∠⋅-∠=⋅=••'Z I UV 2.69.236 V 2.68.1363303o o o an ab -∠=-∠⨯=∠=••U U 例2.对称三相负载分别接成Y 和∆型。
物理电工电子技术三相电路PPT学习教案
解: (1)
A
ZAB ZCA
B ZBC
C
I AB
=
U AB Z
=
3800 5053
= 7.6 - 53
I BC
=
U BC Z
=
380 - 120 5053
求:(1)若一楼全部断开,二、三楼 仍然接 通 ,分析中线 断开前后的情况如何?
(2)若一楼断开,二、三楼接通。但 两层楼 灯的数 量 不等(设二楼灯的数量为三层的/4 )中线断开前后 结果如何?
(3)根据以上分析,照明电路能否采 用三相 三线制 供电 方式?
L1
L2
L3
... ... ...
N
一
二三
线电压超前于相 应的相电压30o
UP:相电压 (U1 、 U2 、 U3) Ul:线电压 (U12 、 U23 、 U31)
在日常生活与工农业生产中,多数用户的电压等级为
UP = 220V、Ul = 380V
第10页/共45页
11
U1
U2 W2
V2
N V1
W1
三相四线制
U1
U2 W2
V2 V1 W1
U12 = U1 - U2
= 3U1 30°
U23 = U2 - U3
= 3U2 -90°
U31 = U3 - U1
= 3U3 150°
-U1
30
U2
U12 = U23 = U = 第9页/共45页31
30
U1
-U3
U23 3U1 30° 3U2 30° 3U3 30°
12-1 三相电路 、 线电压(电流)和相电压(电流)的关系
A
Y ºI N ºS
C X
Z
B
同步发电机产生,三相绕 组在空间互差120°,当转 子以均匀角速度转动时, 在三相绕组中产生感应电 压,形成三个频率相同、 振幅相等、初相位依次相
差 120°的 正弦电压源 , 三相同步发电机示意图 称为对称三相电源。
4
5
1)瞬时值表达式
A
B
C
+ uA
–
+ uB
接入负载; 用电方面:结构简单、成本低、运行可靠、维护
方便。 2
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用, 是目前电力系统采用的主要供电方式。
三相电路的特殊性
(1)特殊的电源 (2)特殊的负载 (3)特殊的连接 (4)特殊的求解方式 研究三相电路要注意其特殊性。
3
1.对称三相电源
三相电源通常由三相
–
+ uC
–
X
Y
Z
2)波形图
u uA uB uC
O
uA 2U cost uB 2U cos(t 120o ) uC 2U cos(t 120o )
相序:三相电压经过 同一值的先后顺序。
正序(顺序):A-B-C-A
t
反序(逆序):A-C-B-A
6
相序的实际意义:
A1
A1
B2
D 正转 C 2
UA UC 1 120 UB UA 1 120 UC UB 1 120
•
UAB
•
UA
•
UB
UA
UA
1 120
•
UBC
•
UB
•
UC
UB
电路教案第12章_三相电路
重点1.三相电路的基本概念2.对称三相电路的分析3.不对称三相电路的概念4.三相电路的功率12.1 三相电路三相电路由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。
三相电路的优点:● 发电方面:比单项电源可提高功率50%; ● 输电方面:比单项输电节省钢材25%;● 配电方面:三相变压器比单项变压器经济且便于接入负载; ● 运电设备:结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。
以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用,是目前电力系统采用的主要供电方式。
三相电路的特殊性: (1)特殊的电源;(2)特殊的负载 (3)特殊的连接(4)特殊的求解方式研究三相电路要注意其特殊性。
1. 对称三相电源的产生三相电源是三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差1200的正弦电源。
通常由三相同步发电机产生,三相绕组在空间互差120°,当转子以均匀角速度ω转动时,在三相绕组中产生感应电压,从而形成对称三相电源。
a. 瞬时值表达式)120cos(2)()120cos(2)(cos 2)(o C o B A +=-==t U t u t U t u t U t u ωωωA 、B 、C 三端称为始端,X 、Y 、Z 三端称为末端。
b. 波形图如右图所示。
c. 相量表示oC o B o A 1201200∠=-∠=∠=∙∙∙U U U U U U d. 对称三相电源的特点 0C B A C B A =++=++∙∙∙U U U u u ue. 对称三相电源的相序定义:三相电源各相经过同一值(如最大值)的先后顺序。
正序(顺序):A —B —C —A负序(逆序):A —C —B —A (如三相电机给其施加正序电压时正转,反转则要施加反序电压) 以后如果不加说明,一般都认为是正相序。
2. 三相电源的联接(1)星形联接(Y 联接)X, Y , Z 接在一起的点称为Y 联接对称三相电源的中性点,用N 表示。
(2)三角形联接(∆联接)注意:三角形联接的对称三相电源没有中点。
三相电路三相电路(PPT课件)
线电压:端线与端线间的电压
对称Y形电路中电流和电压的关系
A
U AN
IA
A'
ZA
U CA
ZB
U C
30°
U B
30°
30°
U AB
U CN
IN
N'
C
N U BN
B
IC
C'
ZC
B'
IB
U A
① 线电流等于相电流: I l I P ② 线电压与相电压关系:
U AB U A U B 3U A 30 U BC U B U C 3U B 30 U U 3U 30 U CA C A C
0
' 0 U NN
所以N、N’之间可用假想短路线连接。
取出一相计算,再利用对称性推算其它两相。
2. 对称三相电路计算步骤:
① 将电路等效变换为Y-Y结构
②中性点N、N’之间用假想短路线连接
③取出一相计算
④根据对称关系推算其它两相
例:对称三相电路如图。
U A 2200 V
Z (3 j4)
BC' . C' IC . . IB IB
N'
N' B'
B'
三相四线制
三相三线制
12.2
1. 星形联接
线量与相量的关系
公共点N:零点、中点 中线:中点引出的线(地线) 端线:始端引出的线(火线) 相电压:端线与中线间的电压 U AN , U BN , U CN 简写为:
U A, U B , U C U AB, U BC , U CA
值相同、相位相差120
高等教育出版社第六版《电路》第012章_三相电路
A
U A UB UC 0
UB UC
0
5
二、工程上广泛采用三相电路的原因:
1、三相发电机与同功率的单相发电机比较,具有体积小, 省材料的优点; 2、三相输电比同功率、等距离的单相输电,具有省材料, 较少线路损耗的优点; 3、三相电动机具有较好的性能; 4、单相电路的瞬时功率随时间波动大,三相电路则较小。
三、对称三相电路:
对称三相电路 不对称三相电路
(对称含义不同:三相对称负载:完全相同; 三相对称电源:互差120°)
6
四、三相电源的接法:
1. 星形联结: Y形
C +
UA
+
UC _
_ _
A
U CN U AN
C
A N
火线:A、B、C; 中线: N;
UB
U BN
相电压:火线对中线间的电压。
Z2 3
U AN IA Z1
I A U AN Z2
10 53 . 13
22 53.13
13 . 2 j17 . 6 A
220 0
j50 / 3
j13 . 2 A
13 . 2 j4 . 4 13 . 91 18 . 43 A
C
问题讨论
U A U B U C 0
即: u A uB uC 0
UC
三相交流电源中三个电源可以串接的原因在于: N 三个电源的电压任何瞬间相加均为零。 反接一相,将产生很大的环流,烧毁发电机。三相负载的接法:
1. 星形联结: A 相电压、线电压、相电流、线电流
1 2
j
第12章三相电路
+
uA
-
A
uC
+ -
uB
+
△ 形 B 连 接 C
结束
3. 三相电路 三相负载: 形或△ 三相负载:按Y形或△ 形或 形连接的三个独立负载。 形连接的三个独立负载。 三相电路: 三相电路:三相电源与 三相负载的组合电路。 三相负载的组合电路。
9
简单三相电路” (1) “简单三相电路” 简单三相电路 连接形式有 三相三线制 Y−Y、 Y−△ − 、 −
2010年11月20日星期六
2
§12-1 三相电路 结束
在世界各国的电力系 统中, 统中,供电方式绝大 多数都采用三相制 三相制。 多数都采用三相制。 原因是采用三相制 三相制供 原因是采用三相制供 比单相制供电有 供电有更 电比单相制供电有更 多的优越 优越性 多的优越性: 在电能的生产方面 三相交流发电机比同 样尺寸的单相交流发 电机容量大; 电机容量大;
结束
2010年11月20日星期六
7
2. 三相电源的连接 (1)Y(星)形连接 星 形连接 三个电源的一端汇集于一点N, 三个电源的一端汇集于一点 , . 称中(性)点或零点。 从中 UC 性 点 零点。 + 点引出的导线称为中线 中线。 点引出的导线称为中线。 从三个电源的另一端引出的 导线A、 、 称为端线。 称为端线 导线 、B、C称为端线。 相线,俗称火线 火线。 或相线,俗称火线。
结束
a = 1∠120o,是工程上为方便而引入的相量算子。 是工程上为方便而引入的相量算子。 ∠
2010年11月20日星期六 4
* 了解相量算子 a = 1∠120o ∠ 超前方向)旋转 乘a,相当于原相量逆时针 超前方向 旋转 ,相当于原相量逆时针(超前方向 旋转120o a2 = 1∠240o = 1∠−120o = 1/a ∠ ∠ / 相当于原相量顺时针(滞后方向 旋转120o 滞后方向)旋转 乘a2相当于原相量顺时针 滞后方向 旋转 . . . UA =U∠0o UB滞后 UA120o ∠ 将a写成代数形式 写成代数形式 . . 可以表示成 UB =a2 UA . . 1 +j 3 a=− 也可以说 UA超前 UB120o 2 2 . . 表示成 UA= a UB 1−a = 3 − j 3 = 3 −120o − . . 2 2 而UC =aUA . 2 也可以写成 a UB 1−a2 = 3 + j 3 = 3 120o − 2 2
电路(第五版)第十二章 三相电路12PPT课件
– X
Y
Z
•
C UC
•
UB
名词介绍:
•
IA
A
•
•
•
IB
U A B U CA
N
B
B
•
•
I C U BC
C
ZA
•
UC
•
UA
C
X
Y– •
+
B
UB
•
IA
A
•
IB
U U •
•
A B CA
B
•
•
I C U BC
C
(1) 端线(相线、火线):始端A, B, C 三端引出线。
(2) 中性线(零线):中性点N引出线, 接法无中性线。
2、三角形连接( 形连接): 三个绕组始端、末端顺次相接。
•
IA
ZA
A
A +
•
– +
–
•
UC
C
•
UA
X
•
IB
U U •
•
A B CA
Z–
•
UC
UA
X +
B
Y– •
+
B
UB
B
•
•
I C U BC
•
UB
Y
C
C
三角形连接的对称三相电源没有中性点。 注意:三角形连接时,各相电源的极性不允许接反。
A +
•
0
O
wt
3、相量表示
1120
•
U A U 0o
•
U B U 120 o
•
U C U 120 o
大学电路第12章三相电路课件
利用相电压和线电压的关系,以及相电流和线电流的 关系,计算出各相的电压和电流。
中线的作用与分析方法
中线的作用
中线在三相电路中起到平衡三相电压和电流,防止因某相负载变化而引起其他相的电压和 电流变化的作用。
中线分析方法
通过分析中线的电流变化,判断三相电路的工作状态是否平衡。如果中线电流不为零,则 说明三相电路不平衡。
中线安全问题
中线在三相电路中起到至关重要的作用,但同时也存在安全问题。如果中线断开或接触不 良,会导致三相负载的不平衡,从而引起设备损坏或火灾等安全事故。因此,在安装和维 护三相电路时,必须特别注意中线的安全问题。
05
三相电路的功率与测量
三相电路的功率计算
总结词
三相电路的功率计算是三相电路分析中的重要内容,涉及到三相电路中各相的电压、电流和功率的关 系。
三相变压器的应用场合
主要用于电力系统中的升压和降压,以及在工业和民用电力负荷中 作为电源变压器或配电变压器使用。
三相电路在电力系统中的应用实例
01
三相输电线路
在电力系统中,长距离输电线路通常采用三相输电方式。这样可以提高
输电效率,减小线路损耗,并方便实现三相平衡。
02
三相变压器的应用
在电力系统中,变压器是必不可少的设备之一。三相变压器可以方便地
三相负载中,如果三个相电压和 三个相电流都是同相位,则称为 电阻性负载。
电感性负载
02
03
电容性负载
三相负载中,如果三个相电压超 前三个相电流,则称为电感性负 载。
三相负载中,如果三个相电压滞 后三个相电流,则称为电容性负 载。
三相负载的表示方法
星形连接
三相负载的三个末端连接在一起,形成一个中性点,然后与电源的中性线相连。
电路原理第12章 三相电路
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27
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习 题
12
12.1 把对称三相负载Z=40+j30Ω,分别以Y和形连接于对称 三相电源上,电源线电压为UL=380V,试算①负载Y连接时的相电压
和相电流,并画出其相量图;②负载为计连接时相电压、相电流和线电 流,并画出其相量图。
12.2 已知对称三相电路的线电压Ul=380V(电源端),三角形负载 阻抗Z=(4.5+j14)Ω,端线阻抗Zl=(1.5+j2)Ω。求线电流及负载的 相电流,并作相量图。
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图 12 . 8
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Байду номын сангаас 12 . 9 不对称三相电路
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图 12 . 11
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23
这个电路实际上是一个最简单的相序指示器,可测定相序。 当把可见,B相灯泡因承受1.5U的电压而较亮,C相灯泡暗。它接 在相序未知的三相电源上时,如果认定接电容C的一相为A相,则 灯泡亮的一相为B相,灯泡暗的一相为C相。
7
图12.4 三相负载的连接形式
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三相电路由三相电源、三相负载和连接电源和负载的三相输 电线组成, 如图 12 . 5 所示 。如果电源和负载都是对称的,三相 电路就称作是对称三相电路,否则称作不对称三相电路 。 三相电 路按电源和负载的连接形式可分为 Y-Y 连接, Y- △ 连接, △ -Y 连接, △ - △ 连接 4 种形式,其中 Z e 为输电线阻抗 。 在 Y-Y 连接中,如果电源中性点 N 负 载中性点 N′ 用 导线连 接, 其阻抗为 ZN , 如图 12 . 5( a )中所示 。 这种连接形式又 称作三相四线制,其余各种连接形式均称作三相三线制。把负载 端的电压电流及其关系放到对称三相电路的计算一节中介绍 。
电路课件 电路12 三相电路
解 变换为图12-5对称Y-Y。
Z’(△→Y)
Z 19.2 j14.4
Z'
(6.4 j4.8)
3
3
令 UA
IA
而: IB
2200 V 按一相计算
UA 17.1 43.2 A Z Z1
a2IA 17.1 163.2 A
IC aIA 17.176.8 A
此电流即为负载端线电流。
所以
UBN’=1.5U
11-4 不对称三相电路的概念 第十二章三相电路
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例 12-3-2
为 UCN '
UCN ' UCN UN 'N 0.4U133 .4
即 UCN’=0.4U
可判断:若电容所在相设 A相,灯泡较亮一相为B 相,较暗为C相。
其 即实可,判根断U据B中N'>点U电CN压’。UN'N
第十二章三相电路
2020年4月3日星期五 5
对称三相电压波形和相量图
对称三相电压各相波形和相量图12-1c、d。对称
三相电压满足:
uA+uB+uc=0 或
UA UB UC 0
对称三相电压由三相发电机提供。三相发电机原理
12-1 三相电路
第十二章三相电路
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三相电压源
三相电路-1
对应相量形式为:
UA U0 UB U 120 a2UA UC U120 aUA
a 11工20程 上为方便引入的单位相量算子。 三相电压的相序(次序)A、B、C称正序或顺
序。如B相超前A相120°,C相超前B相120°, 称负序或逆序。电力系统一般采用正序。
