高二物理三相交变电流2

1、三相交流电路三相交流电路5.1 三相交流电的产生三相交流电的产生5.2 三相电源的联接三相电源的联接5.3 三相负载的联接三相负载的联接5.4 对称三相电路的分析和计算对称三相电路的分析和计算5.5 不对称三相电路的求解不对称三相电路的求解5.6 三相电路的功率三相电路的功率*5.7 对称分量法简介对称分量法简介*5.8 安全用电常识安全用电常识5.1 三相交流电的产生三相交流电的产生5.1.1 三相交流电产生三相交流电产生 三相交流电由三相交流发电机产生，其过程与单相交流电基本相似。图5-1-1（）是一台最简单的三相交流发电机的示意图。和单相交流发电机一样，它由定子（磁极）和转子（电枢）组成

2、。发电机的转子绕组有U1U2，V1V2，W1W2三个，每一个绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构相同，它们的始端（U1、V1、W1）在空间位置上彼此相差120。当转子以角速度逆时针方向旋转时，就会在三相绕组中输出对称的三相电动势。 。 5.1.2 对称三相正弦交流电的相序对称三相正弦交流电的相序 对称三相正弦量到达正的或负的最大值（或零值）的先后次序，称为三相交流电的相序，习惯上，选用U相正弦量作参考，V相滞后U相120，W相又滞后V相120，它们的相序为UVW，称为正序；反之则为负序。 在实际工作中，相序是一个很重要的问题。例如，几个发电厂并网供电，相序必须相同，否则发电机都会遭到重大损害。

3、因此，统一相序是整个电力系统安全、可靠运行的基本要求。为此，电力系统并联运行的发电机、变压器、发电厂的汇流排，输送电能的高压线路和变电所等，都按技术标准采用不同颜色来区别电源的U、三相：用黄色表示用黄色表示U相，绿色表示相，绿色表示V相，红色表示相，红色表示W相相。相序可用相序器来测量。 5.1.3 对称三相正弦交流电的表示对称三相正弦交流电的表示 1 .解析式解析式以为参考电压，按正序可写出三个绕组的感应电压瞬时值表达式为 tUuPUsin2)120sin(2tUuPV)120sin(2tUuPW2 .波形图 波形图如图5-1-2（a）所示 3 .相量式及相量图 对应的对称三相电源的电压的相

4、量式为 PUUU120PWUU120PVUU可画出相量图如图5-1-2（b）所示 四、对称三相正弦交流电的性质四、对称三相正弦交流电的性质 由相量图可得 0WVUUUU5.25.2 三相电源的联接三相电源的联接 5.2.15.2.1三相电源的星形（三相电源的星形（Y Y）联接）联接 1. 电路图 把三相电源的三个绕组的末端U2、V2、W2联接成一个公共点N，由三个始端U1、V1、W1分别引出三根导线L1、L2、L3向负载供电的联接方式称为星形（Y）联接，如图5-2-1（a）所示。在供电系统中，如无特别说明，一般所说的电压都是指线电压的有效值。公共点N称为中点或零点，从N 点引出的导线称为中线或

5、零线。若N点接地，则中线又叫地线。由U1、V1、W1端引出的三根输电线L1、L2、L3称为相线，俗称火线。这种由三根火线和一根中线组成的三相供电系统称为三相四线制，在低压电中常采用。有时为简化线路图，常省略三相电源不画，只标相线和中线符号，如图5-2-1（b）所示。若无中线引出，则称为三相三线制。2 .相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系电源每相绕组两端的电压称为电源的相电压。在三相四线制中，相电压就是相线与中线之间的电压。三相电压的瞬时值用uU、 uV、uW表示（通用符号为up），对应的相量用 、 、 表示（通用符号为 ），相电压的正方向规定为由绕组的始端指向末端，即由相线指向中线。 P

6、UUUVUWU相线与相线之间的电压称为线电压，它的瞬时值用uUV、uVW 、 uWU（通用符号为ul）表示对应的相量用 、 、 （通用符号为 ）表示，电压的参考方向是自U相指向V相，V相指向W相，W相指向U 相。如图5-2-1（b）所示。在供电系统中，如无特别说明，一般所说的电压都是指线电压的有效值。 UVUVWUWUULUUWWUWVVWVUUVuuuuuuuuuUWWUWVVWVUUVUUUUUUUUU即线电压的有效值相量等于相应两个相电压的有效值的相量之差。作出对称电源各相电压、线电压的相量图，如图5-2-2所示。由相量图可以得到，当相电压对称时，线电压也是一组同相序的对称电压，并且线电

7、压与相电压之间的关系为 ：有效值关系为，相位关系为线电压超前对应的相电压30。即 303PLUUPLUU3发电机（或变压器）的绕组接成星形，可以为负载提供两种对称三相电压，一种是对称的相电压，另一种是对称的线电压。目前电力电网的低压供电系统中的线电压为380V，相电压为220V，常“电源电压380/220V”。 5.2.2 三相电源的三角形（三相电源的三角形（联接联接） 1. 电路图 将三相电源的三个绕组始、末端顺次相联，接成一个闭合三角形，再从三个联接点U、V、W分别 引出三根输电线L1、L2、L3，如图5-2-4（a）所示，这就构成了三相电源的三角形显然，这种接法只有三线制。 2. 线电压

8、与相电压的关系 根据线电压与相电压的定义，从图5-2-4（a）可以看出，联接的对称三相电源，其线电压就是相应的相电压SPZWWUVVWUUVuuuuuuWWUVVWUUVUUUUUUPLUU相量图如图5-2-4（b）所示。 由于三个绕组接成闭合回路，考虑到实际绕组本身有一定的为 ，则未接负载时回路中的电流为 SPWVUZUUU3对称三相电压 ，所以三角形闭合回路的总电压为零，不会引起环路电流。 0WVUUUU在生产实际中，由于三相发电机产生的三相电压只是近似正弦波，数值也并非完全相等，所以作形联接时，即使接法正确，也会出现环路电流。因此，三相发电机的绕组极少接成形，通常是Y形联接。只有三相变压

9、器有时会根据需要采用形联接。 5.3 5.3 三相负载的联接三相负载的联接 5.3.1. 三相负载的三相负载的Y Y形联接形联接 每相负载两端的电压称为负载的相电压，用 表示；流过每相负载的电流为负载的相电流，用 表示。流过相线的电流称为线电流，用 表示；相线与相线之间的电压称为线电压，用 表示。负载为星形连接时，负载相电压的参考方向规定为自相线指向负载中性点 ，分别用 、 、 表示。相电流的参考方向与相电压的参考方向一致。线电流的参考方向为电源端指向负载端。中线电流的参考方向规定为由负载中点指向电源中点。各电压、电流参考方向在图5-3-1中标出。 PULIPILUWUVUUUN1. 负载的线电压与相电压的关系负载的线电压与相电压的关系负载作Y形联接的线电压与相电压的关系规律同电源作形联接的线电压与相电压的关系，如负载的相电压为对称时，其线电压为同相序的对称电压，且满足关系： 303PLUU2. 线电流与相电流的关系线电流与相电流的关系 由图5-3-1显然可以得到，在星形联接中，线电流就是相电流，即 PLII3 .各相负载电压、电流、中线电流关系各相负