第六章 三相正弦交流电路
第六章-电路原理-张燕君-清华大学出版社
5. 相序：各相电源经过同一值(如正最大值)的先后顺序
正序(顺序)：A—B—C—A
C
B
A
负序(逆序)：A—C—B—A
B
A C
6. 对称三相电源连接
A +
•
UA
–N
•
C UC
•
UB
•
IA A
•
•
UAB UCA
N
•
B IB
B
I U •
•
C
BC
C
A
•
UC
•
UA
C
– •
+
B
UB
•
IA
A
•
•
U U •
A B CA
U bc
Z
2Iab
•
•
I ca
U ca
Z
Iab
即，相电流对称。
讨论（接）线电流和相电流的关系
•
IA
令
•
I ab
I0o
•
I bc
I 120o
•
I ca
I1 2 0o
a
•
IB
b
•
IC
•
I ab
Z •
Z
I ca
•Z I bc
线电流：
c
•
•
•
I A I ab I ca
3
•
I ab
30o
•
•
•
I B I bc I ab
(3) 线电压大小等于相电的 压 3倍, 即Ul 3U p .
(4) 线电压相位领先对应相电压30o。
•
•
UAB U AN
三相正弦交流电
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第一节 三相正弦交流电动势的产生
• 二、三相正弦交流电动势的表示方法
• 由于三个正弦电动势的频率相同，最大值相等，而且相位彼此相差 1200(或1/3周期)。设电动势的最大值均为Em，角频率为ω，并以U 相为参考正弦量，设其初相位为零，则三相正弦电动势可表示为:
• 与尺寸相同的单相发电机相比，三相发电机输出功率要大;三相发 电机和变压器的结构制造简单，使用和维护比较方便，运转时比单相 发电机振动要小;在同样条件下输送相同功率时，特别是远距离输电 时，三相输电线路比单相输电线路可节约25%左右的线材。这些优点 使得三相交流电在实际生产和生活中得到广泛的应用。
这种连接方式称为三角形接法，用△表示，如图6-3示。显然，在三 角形连接中是不会有中性点和中性线的，因此，对于这种连接只存在 三相三线制。 • 在三相电源作三角形连接时，线电压和相电压的数量关系为:
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第二节 电源绕组和负载的连接
• 如果三相电动势为对称三相正弦电动势，则三角形闭合回路的总电 动势等于零，这时电源绕组内部不存在环流，如果三相电动势为不对 称三相正弦电动势，则三角形闭合回路的总电动势不等于零，此时， 即使没有外部负载，也会因为各相绕组本身的阻抗很小，使闭合回路 内产生很大的环流，使绕组过热，甚至烧毁。因此，三相发电机绕组 一般不采用三角形接法而采用下面要提到的星形接法。
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第一节 三相正弦交流电动势的产生
•讲是根据电磁感应定律，利用导体切割磁力线产生 电动势而工作的。即导体与磁场之间必须产生相对运动。实际中，大、 中型发电机的磁极是旋转的，而绕组是静止的。
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三相正弦交流电路
三相正弦交流电路三相正弦交流电路是一种用于供电的电力系统，它由三个相位相差120度的正弦波电压组成。
这种电路常用于工业领域，如工厂、矿山等地方，在这些地方需要大量电力供应。
下面将介绍一下三相正弦交流电路的基本组成和工作原理。
三相正弦交流电路由三个相互独立的相位电源组成，每个电源的电压和电流都是正弦波形式。
这三个电源相互连接，形成一个闭合的电路，形成一个三角形的电路结构。
电源之间的电压相位差为120度，这样可以保证电流在电路中的连续性。
在三相正弦交流电路中，有三种重要的参数，分别是相电压、线电压和线电流。
相电压是指每相的电压大小，在正弦波中呈周期性变化；线电压是指每两相之间的电压大小，在正弦波中也呈周期性变化；线电流是指三个电源之间的电流大小，在正弦波中也呈周期性变化。
这些参数之间有一定的关系，可以通过一些公式进行计算。
三相正弦交流电路的工作原理是基于电压和电流之间的相位差。
在每个周期内，电源会按照一定的频率和相位差的规律变化。
这样可以达到电流在电路中的连续性，保证电路的稳定工作。
当三相正弦交流电路连接到负载上时，负载会根据电路的电压和电流来消耗能量，完成所需要的功率输出。
三相正弦交流电路的优点是功率输出稳定，电流连续性高，适用于大功率供电。
与之相比，单相交流电路可能会存在电流断续现象，功率输出不稳定的问题。
因此，三相正弦交流电路在工业领域得到了广泛应用。
总之，三相正弦交流电路是一种稳定可靠的电力供应系统，它通过三个相位相差120度的正弦波电压来提供电能。
这种电路具有高稳定性、高效率和高功率输出的特点，广泛应用于工业领域。
通过以上介绍，相信对三相正弦交流电路有了更进一步的了解。
三相正弦交流电路是一种常见且重要的电路系统，其广泛应用于各个工业领域。
在这些领域，需要大量而稳定的电力供应，而三相正弦交流电路能够提供这样的稳定和高效率的电力输出。
接下来，将从三相正弦交流电路的重要性、特点和应用领域等方面继续探讨。
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
电工基础试题-第六单元-三相正弦交流电路
第六单元三相正弦交流电路一、单项选择题（）1、三相对称负载为星形连接，三个线电流均为4A，则中性线电流为A.4AB.12AC.8AD.0A（）2、在下列四种情况下，不能安装保险丝的是A.三相四线制不对称电路的中性线B.三相三线制中任一线C. 三相四线制不对称电路的火线D.单相电路（）3、三相负载的“对称”是指A.电阻值都相等的负载B.每相负载电抗大小相等的负载C.每相负载的阻抗角相等的负载D.复阻抗相等的负载（）4、选择熔断器时，其额定功率应A.与负载的额定功率相等B.略大于负载的额定功率C.略小于负载的额定功率D.无合适的可用铜丝代替（）5、在中性点接地的三相四线制电路中，可以采用的安全措施是A.保护接地B.保护接零C. 保护接地与保护接地共用D.都不需要（）6、一个对称三相负载作星形连接时有功功率为30KW，当它在同一电源上作三角形连接时，有功功率是A.30KW B.60KW C.90KW D.120KW（）7、对称三相负载作三角形连接时，线电压是相电压的A.2B.3C. 3/1 D.1（）8、一台三相电动机铭牌上标有“380/220V Y/△”，则A.当线电压为380V时，应采用Y接法B.当线电压为380V时，应采用△接法C.当线电压为220V时，应采用Y接法D.当线电压为220V时，应采用△接法（）9、把Z=8+j6Ω，额定电压为380V的三相对称负载接在线电压为380V的三相电源上，则其应采用什么连接，线电流是多少？A.星形，383AB. 星形，38AC.三角形，383AD.三角形，38A （）10、三相对称电动势中，若e1的有效值是100V，初相为零，角频率是ω，则e2和e3可分别表示为 A. e2=100sinωtV e3=100sinωtVB.e2=100sin(ωt-120°)V e3=100sin(ωt+120°)VC.e2=100sin(ωt-120°)V e3=1002sin(ωt+120°)VD.e2=1002sin(ωt+120°)V e3=1002sin(ωt-120°)V （）11、三相动力供电线路的电压为380V，则任意两根相线之间的电压A.相电压，有效值是380VB. 线电压，有效值是220VC.线电压，有效值是380VD. 相电压，有效值是220V（）12、三相对称负载作三角形联接，接于线电压为380V的三相电源上，若第一相负载发生断路，则第二相和第三相负载的电压分别为A.380V、220VB.380V、380VC.220V、220VD.220V、190V（）13、三相四线制线路上，连接三个相同的白炽灯，它们正常发光，如果中性线断开，则三个灯将A.都变暗B.过亮而烧毁C.仍能正常发光D.立即熄灭（）14、在13题中，如果中心线断开以后又有一相断路，则其他两相的白炽灯将A.变暗B.过亮而烧坏C. 仍能正常发光D.立即熄灭（）15、在13题中，如果中心线断开以后又有一相短路，则其他两相的白炽灯将A.变暗B.过亮而烧坏C. 仍能正常发光D.立即熄灭（）16、三相电路中的三个线电流分别是i1=18sin(ωt+30°) A，i2=18sin(ωt-90°)A，i3=18sin(ωt+150°) A，当t=7s时，这三个电流之和是A.183AB.182 AC.18AD.0A（）17、三相对称负载A、B、C作星形联接且不带中线，电源电压为380V，每相负载电阻为8Ω，电抗为6Ω，求C相负载断开后，其余两相相电流为A. I A=I B=0B. I A=I B=38AC. I A=I B=19AD. I A=I B=22A（）18、关于三相负载的连接，下列说法正确的是A.负载作星形连接时，线电压超前相电压30度B.负载作三角形连接时，线电压超前相电压30度C.负载作星形连接时，相电流超前线电流30度D.负载作三角形连接时，线电流超前相电流30度（）19、下列结论中，错误的是A.负载作星形连接时，线电流等于相电流B.负载作三角形连接时，线电流必等于相电流的3倍C.三相负载越接近对称，中性线电流越小D.负载作星形、三角形连接时，功率均为P=3U L I L cosφP( )20、“220V，100W”白炽灯66盏，如何接入线电压380V的三相四线制电路中？A.星形连接，每相串联22盏B. 星形连接，每相并联22盏C. 三角形连接，每相串联22盏D. 三角形连接，每相并联22盏二、计算题1、星形联接的对称三相负载每相的电阻R=24Ω，感抗X L=32Ω，接到线电压U L=380V 的三相电源上，求相电压、相电流和线电流。
中职教育-《电工基础》课件：第六章第一节 三相交流电路(电子工业出版社).ppt
称的，数量是是相电压的，即
Ul 3UP
• 2、三相五线制供电
目前，许多新建的民用建筑在配电布线时，已 采用三相五线制，设有专门的保护零线。
二、电源的三角形（Δ ）连接
• 三相电源绕组的六个引出端依次首尾相接连 成一个闭环，由三个连接点分别向外引出三根火 线的供电方式，称为三相电源的三角形连接（常 用“Δ”标记）。
•
•
•
•
•
U UV U U U V U U (U V )
•
•
•
•
•
U VW U V U W U V (U W )
•
••••源自U WU U W U U U W (U U )
•
根据上述关系，应用平形四边形法则相量求
和的方法作出相量图。可知，线电压总是超前于
对应的相电压30°。
•
根据相量图的几何关系可知，线电压也是对
a）电路原理图
b）电流相量图
• 电压为380/220V，取任意相线与中线构成 220V供电线路供一般家庭用，三根相线间电压为 380V，供三相交流电机使用。这种星形连接方式 （常用“Y”标记）向外供电的体制，称为三相四 线制 。
• 在中线接地的情况下，各相相电压即等于三 根相线端的电位值，则三个线电压为
靠、维护方便等优点。
一、三相交流电动势的产生
• 三相交流电动势由三相交流发电机产生。
• 三相绕组始端分别用U1，V1，W1表示， 末端用U2，V2，W2表示，分别称为U相， V相，W相。
• 三个绕组在空间位置上彼此相隔120°。
• 当转子在原动机带动下以角速度ω作逆 时针匀速转动时，三相定子绕组依次切割磁 感线，产生三个对称的正弦交流电动势。
三相交流电路
三相电源三角形连接 三相绕 组两两 首尾端 连接
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线圈绕组三 角形接线图
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6.2三相电源的连接
第六章三相 交流电路 知识学习
◆ 6.1三相正弦 交流电的产生 ◆ 6.2三相电源 的连接 ◆ 6.3三相负载 的连接 ◆ 6.4三相交流 电路功率
2.线电压与相电压
※线电压等于相电压关系为：
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3
4
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第六章三相 交流电路 知识学习
◆ 6.1三相正弦 交流电的产生 ◆ 6.2三相电源 的连接 ◆ 6.3三相负载 的连接 ◆ 6.4三相交流 电路功率
6.1三相正弦交流电路的产生 一、对称三相正弦交流电动势的产生
1. 三相交流发电机
三相交流电动势 由三相交流发电 机产生。
STC 系列三相交流发电机
6.1三相正弦交流电路的产生 三、相序
三相交流电动势依次到达最大值的顺序称为相序。其 相序为U－V－W－U，称为正序或顺序；若最大值出现的顺 序为U－W－V－U，恰好与正序相反，称为负序或逆序。
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6.1三相正弦交流电路的产生
第六章三相 交流电路 知识学习
◆ 6.1三相正弦 交流电的产生 ◆ 6.2三相电源 的连接 ◆ 6.3三相负载 的连接 ◆ 6.4三相交流 电路功率
填 空 题 1 三角形 连接。 星形 和_______ 三相电源绕组的连接方式有_______
答案
相线 之 相线 与_______ 2 三相四线制可输送两种电压，一种是_______ 相线 中性线 之间的 间的电压叫线电压，另一种是__________ 与__________ 电压叫相电压。 3
答案
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第六章 三相正弦交流电路
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结 束
第4节直流电桥平衡条件
一、对称负载星形连接的分析与计算
举例 已知加在星形连接的三相异步电动机上的对称电源线 电压为380V。若每相的电阻为6Ω ，感抗为8Ω 。求此时 流入电动机每相绕组的电流及各线电流。 解： 由于电源电压对称，各相负载也对称，则各相 电流应相等。
线电压 端线与端线之间的电压 。
U 线 U UV U VW U WU
相电压 端线与中线之间的电压。
U相 UU UV UW
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第2节三相电源绕组的连接
二、三相电源绕组的星形连接
因为通常情况下电源三相电动势是对称的，所以，电源三 相电压也是对称的，即大小相等、频率相同、相位互差120°。 根据基尔霍夫电压定律得：
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结 束
节目录
一、对称负载星形连接的分析与计算
在对称的三相电路中，各相负载的数值和性质是相同的， 它们在对称三相电压作用下，产生的三相电流也一定是对称 的，即每相负载的电流大小相等，相位互差120°，其相量 图如图所示。
UY相 IY相 Z相
X arctan R
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结 束
第3节三相负载的连接
三、三相负载的三角形连接
3.三相负载接到三相电源中，应做Δ形还是Y形连 接，应根据三相负载的额定电压而定。 若各相负载的额定电压等于电源的线电压，则应做Δ 形连接；若各相负载的额定电压是电源线电压的 1 / 3 ， 则应做Y形连接。 举例 我国低压供电的线电压为380V，当三相感应电动机 电磁绕组的额定电压为380V时，就应做Δ连接；当电磁 绕组的额定电压为220V，就应做Y形连接。
U UV U U U V U UW U V U W U WU U W U U
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第2节三相电源绕组的连接
二、三相电源绕组的星形连接
画出相电压和线电压的相量图。
可见，线电压在相位上比相应的相电压超前30˚。
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3U相
第2节三相电源绕组的连接
三、三相电源绕组的三角形连接
将三相电源内每相绕组的末端和另一组绕组的始端依次 相连的连接方式，称为三角形接法，用Δ表示。
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第2节三相电源绕组的连接
三、三相电源绕组的三角形连接
3.在同样条件下输送同样大的功率时，特别是远距离 输电时，三相输电线可节约25％左右的材料。
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结 束
第1节三相正弦交流电动势的产生
二、三相正弦交流电动势的产生
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第1节三相正弦交流电动势的产生
二、三相正弦交流电动势的产生
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第1节三相正弦交流电动势的产生
第二节 三相电源绕组的连接
一、三相电源绕组的连接 二、三相电源绕组的星形连接 三、三相电源绕组的三角形连接
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节目录
一、三相电源绕组的连接
三相发电机的每一相绕组都是一个独立的电源，可以 单独地接上负载，成为彼此不相关的三相电路。
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第3节三相负载的连接
三、三相负载的三角形连接
由相量图可知：
1 3 IU IUV cos30 IUV 2 2
IU
3IUV
所以，对于做三角形连接 的对称负载来说，线电流与相 电流的数量关系为
IΔ线
3IΔ相
线电流的相位总是滞后与之对应的相电流30°。
UΔ相 IΔ相 ZΔ相
各相负载电压与该相电流之间的相位差为
X arctan R
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第4节直流电桥平衡条件
二、对称负载三角形连接的分析与计算
举例 将上例中电动机三相绕组改为三角形连接后，接入电 源，其他条件不变。试求相电流、线电流的大小及相电压 与相电流之间的相位差。 解： Z
对称三相负载：三相电路中，阻抗大小相同，阻抗角也 相同的各相负载，通常叫做对称三相负载。
在一个三相电路中，如果三相电源和三相负载都是对称 的，则称为对称三相电路，反之称为不对称三相电路。
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第3节三相负载的连接
二、三相负载的星形连接
将三相负载分别接在三相电源的相线和中线之间的接 法称为三相负载的星形连接（Y），如图所示。
这样的电路很不经济，没有实用价值。
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第2节三相电源绕组的连接
二、三相电源绕组的星形连接
将三相发电机绕组的末端连在一起，始端分别引出输 出线，这种连接称为星形连接法，用Y表示。 从始端引出的三根线称为相线或端线，俗称火线。 末端接成的一点称为中性点，简称中点，用N表示。从 中性点引出的输电线称为中性线，简称中线。 低压供电系统的中性点是直接接地的，把接地的中性点 称为零点，而把接地的中性线称为零线。 工程上，U、V、W三根相线分别用黄、绿、红颜色来区 分。
三、三相负载的三角形连接
1.在三角形连接中，由于各相负载是接在两根相线 之间，因此，负载的相电压就是线电压，即：
UΔY相 UΔY线
2.根据基尔霍夫电流定律，可知，线电流为：
I U I UV ( I WU) I V I VW ( I UV) I W I WU ( I VW)
三相交流发电机的示意图如图a所示，主要由转子和定 子构成。定子中有三个完全相同的绕组，电动势的参考方 向选定为绕组的末端指向始端，如图b、c所示。
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结 束
第1节三相正弦交流电动势的产生
二、三相正弦交流电动势的产生
由图a可见，当磁极的N极转到U1处时，U相的电动势 达到正的最大值。经过120º 后，磁极的N极转到V1处，V相 的电动势达到正的最大值。同理，再由此经过120º 后，W 相的电动势达到正的最大值。周而复始，这三相电动势的 相位互差120º 。这种最大值相等、频率相同、相位互差120º 的三个正弦电动势称为对称三相电动势。
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第1节三相正弦交流电动势的产生
三、三相正弦交流电动势的表示方法
2.波形图与相位图表示如下。
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第1节三相正弦交流电动势的产生
四、相序
三相交流电出现正幅值（或相应零值）的顺序称为相序。
正（顺）序：U-V-W-U 负（逆）序： V - U -W- V
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第3节三相负载的连接
三、三相负载的三角形连接
又因为大多照明灯具额定电压都为220V，故照明 电路一般应接成Y形，如图所示。
第六章 三相正弦交流电路
上一页的连接
第四节 对称三相电路的分析与计算
一、对称负载星形连接的分析与计算 二、对称负载三角形连接的分析与计算
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第2节三相电源绕组的连接
二、三相电源绕组的星形连接
星形连接有三相三线制和三相四线制两种。 无中线的三相制叫做三相三线制。
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结 束
第2节三相电源绕组的连接
二、三相电源绕组的星形连接
有中线的三相制叫做三相四线制。
3.掌握对称三相电路的分析与计算。
4.了解特殊不对称三相电路的分析方法。
5.熟记中线的作用。
第六章 三相正弦交流电路
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结 束
教学要求
第一节 三相正弦交流电动势的产生
一、概述
二、三相正弦交流电动势的产生 三、三相正弦交流电动势的 表示方法
四、相序
第六章 三相正弦交流电路
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第六章 三相正弦交流电路
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结 束
第3节三相负载的连接
二、三相负载的星形连接
如果忽略输电线上的电压损失，负载端的相电压就等 于电源的相电压；负载端的线电压就等于电源的线电压。 因此，三相负载星形连接时，得到如下结论：
UY线
3UY相
线电压的相位仍超前对应的 相电压30°。
相电流与线电流相等，即：
三相电源作三角形连接时，线电压就是相电压，即：
U线 U相
若三相电动势为对称三相正弦电动势，则三角形闭合 回路的总电动势等于零，即：
E EUEVEW 0
三相发电机绕组一般不采用三角形接法而采用星形接法。 三相变压器绕组有时采用三角形接法，但要求在连接前必须 检查三相绕组的对称性及接线顺序。