模块四 三相电路

1、物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:654227591模块四模块四 三相电路三相电路项目一项目一 三相电压三相电压项目二项目二 三相负载的星形（三相负载的星形（ Y ）联结）联结项目三项目三 三相负载的三角形（三相负载的三角形（ ）联结）联结*项目四项目四 三相电路的功率三相电路的功率物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:654227592三相绕组三相绕组n单相绕组单相绕组（是转动的，亦称（是转动的，亦称）三相绕组的三相电动势幅值相等三相绕组的三相电动势幅值相等, 频率相同频率相同, 彼此之间相位相差彼此之间相位相差120。+SN铁心铁心绕组绕组+SN+SN+SN+SN+SN+SN+SN（亦

2、称（亦称）：定子铁心内圆周表面有槽，放入三相电枢绕组。）：定子铁心内圆周表面有槽，放入三相电枢绕组。1L1L 1L1L 2L2L 3L 3L1L1L 2L2L 3L3L 项目一项目一 三相电压三相电压物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:654227593tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin()240sin(mm3 tUtUu 三相电源是由三相发电机产生的频率相同、幅三相电源是由三相发电机产生的频率相同、幅值相等、相位互差值相等、相位互差120的三相对称正弦电压。的三相对称正弦电压。UmUm t02 u1u3u2物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:65422759

3、4也可用相量表示：也可用相量表示：120U1U3U2120120三相电压相量图三相电压相量图特点为：特点为：0221 UUU0321 uuu 频率相同、幅值相等、相位互差频率相同、幅值相等、相位互差120的三相电压称为的三相电压称为。o3120UU o2120 UUo10UU 三相交流电压出现正幅值（或相应零值三相交流电压出现正幅值（或相应零值)的顺序称为的顺序称为 。 在此相序为在此相序为1-2-3-1称为称为 在电力系统中一般用在电力系统中一般用区别区别1、2、3三相。三相。相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。物联网工

4、程学院 刘绪军 工程师 QQ:654227595项目二项目二 三相负载的星形（三相负载的星形（ Y ）联结）联结所谓三相负载 Y 形联接，就是将三相负载的三个末端联接在一起 ，三个始端分别与电源的三根火线相接。下图是电灯、电动机绕组Y形接法与三相四线制电源联接的电路。NL1三相四线电源L2L3ZDZDZDZ1Z2Z3Z3L1NZ1Z2L2L3物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:654227596一、三相负载星（Y）形联接电路的电压和电流负载的相电压负载的相电压 -每相负载两端的电压，即相线与中性之间的电压，每相负载两端的电压，即相线与中性之间的电压，如如U1、U2、U3。负载的线电压负载的线

5、电压 -负载所接两相（火）线之间的电压，如负载所接两相（火）线之间的电压，如U12、U23、U31。NL1L2L3NZ3Z1Z21U2U3U12U23U31U1I2I3INI负载的相电流负载的相电流 -每相负载中流过的电流，如每相负载中流过的电流，如I I1 1、I I2 2、I I3 3负载的线电流负载的线电流 -相线中流过的电流，相线中流过的电流，如如I1、I2、I3中线电流中线电流 -中线上流过的电流，即图中的中线上流过的电流，即图中的NI物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275971.对称三相负载星（Y）形联接三相电路所谓三相负载对称，是指各相阻抗相等。NZ3Z1Z2321

6、ZZZ三相负载对称如图，设三相负载的阻抗为:11111zjxRZ21222zjxRZ31333zjxRZ321ZZZ321zzz321即三相负载对称物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:654227598对称三相负载星形联接电路小结三相负载的相电压等于电源的相电压，三相负载的线电压等于电源的线电压，线电压等于相电压的 倍，线电压超前于相电压30相位。3 相电流等于线电流plII 三相负载的相电压、线电压及相（线）电流三相对称，只需计算其中的任意一相，其余二相可依据对称关系和相序关系写出。 中线电流 IN = 0 ，中线可省（ 三相三线星形联接使用， 如下图三相交流电动机星形联接使用）。相电压p

7、UUUU321plUUUUU3312312线电压物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275990321NIIIIZ1 =Z2 =Z3 NZ1i1Ni2i3Z2Z3iN=0 NZ1i1Ni2i3Z2Z3中线上无电流通过，中线可省Z1 =Z2 =Z3物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275910在三相交流电路中，只要有一相负载的阻抗不同（阻抗的大小或阻抗角不同），及为三相负载非对称。例如：一相负载开路Z1=Z2Z3NZ1Z2Z3NZ1 = Z2Z3Z1Z2Z3Z1Z2Z3N2. 不对称三相负载星（Y）形联接三相电路若三相负载非对称，连接中线极为重要！物联网工程学院 刘绪军 工

8、程师 QQ:6542275911（1）非对称三相负载星形联接无中线情况图示为非对称三相负载星形联接无中线图(a)非对称三相负载星形联接无中线电路NZAZBZCBUCUAUN CIAIBIABCAUCUBUACB图(b) 电压相量图AUUCBUUNNAUUBCU物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275912三相负载非对称星形联接无中线时的特点负载的线电压等于电源的线电压！负载的相电压不等于电源的相电压！ABBAUUBCCBUUCAACUUNNAAUUUNNBBUUUNNCCUUU物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275913中点（N和 ）间的电压N虽然三相电源的相电压（

9、）对称，但三相负载非对称（ ZA ZB ZC ），两中性点间的电压不等于零。CBAUUU、两中性点间电压，将严重影响电路 即0NNU，0NNU非对称三相负载星形联接时，必须接中线，且必须确保中线联接可靠！造成三相负载的相电压严重不对称各相负载的工作状况相互影响物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275914（2）非对称三相负载星形联接有中线情况有中线时，各相负载的相电压等于电源的相电压，负载的相电压保持对称。如图所示，当非对称三相负载星形联接，且接有中线时，中线的作用强迫 N 和 的电位相等。N即0NNU且有pUUUUCBAlUUUUACCBBANZAZBZCBUCUAUN CIAI

10、BIABCAUCUBUACBAAUU相电压BBUUCCUUABBAUUBCCBUUCAACUU线电压物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275915非对称三相负载星形联接电路接有中线时各相负载的工作状况各自独立，互不影响。三相负载非对称，负载的相电流是非对称的。即0CBAIII中线电流为0CBANIIII可见，非对称三相负载星形联接电路的中线上有电流。因此，中线的存在极为重要，必不可少。中线的作用是平衡三相负载的相电压，使负载的相电压对称，且等于电源的相电压！AAAAAZZUUI负载的相电流BBBBBZZUUICCCCCZZUUI物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:65422759

11、16演示举例（中线的作用）：图（a）相同瓦数的灯泡组成对称三相负载星形联接电路，负载的相电压相同（等于电源的相电压），有无中线都一样，故中线可省。 图（b）为非对称三相负载星形联接电路，有中线，每相负载的相电压等于电源的相电压，每个灯泡的亮度相同。ABC（a）三相负载对称，中线可省 NN（b）负载非对称，中线极为重要 ABCN 物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275917非对称三相负载星形联接无中线时，负载的相电压非对称。A相负载的相电压最低（小于220伏），亮度最暗；C相负载的相电压最高（大于220伏），亮度最亮。此情况下，C相的灯泡极易烧坏，实际中这是不允许的。 （c）负载非

12、对称，无中线 NABCN物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275918为了保证负载的相电压对称，必须接中线，中线上不允许接保险丝、开关。实际应用中，必须注意以下两点为保证中线联接可靠，防止中线断线，中线应采用直径较大（线电阻尽量小）和机械强度较大的铜导线。 物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275919项目三项目三 三相负载的三角形（三相负载的三角形（ ）联结）联结当负载的额定电压等于三相电源的线电压时，可将负载接成图5.3.1所示三角形联接的三相电路。 1212121212zjxRZ2323232323zjxRZ3131313131zjxRZ其中， 、 、 是各相负载

13、的阻抗角，也是各相负载的相电压与相电流之间的相位差。 311223L131Z12U23U31U1I2I3I12I23I31I12Z23ZL2L3物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275920一、对称三相负载形联接电路的电压与电流三相负载对称，即满足 Z12= Z23= Z311. 相电压与线电压三相负载形联接时，各相负载都直接接在电源的线电压上，负载的相电压（也即线电压）与电源的线电压相等，总是对称的。L131Z12U23U31U1I2I3I12I23I31I12Z23ZL2L301212UU1202323UU1203131UU312312UUUlU物联网工程学院 刘绪军 工程师

14、QQ:65422759212.对称三相负载形联接电路的相电流和线电流L131Z12U23U31U12Z23ZL2L3相电流12I23I31I线电流1I2I3I12I23I31I1I2I3I三相负载对称zZZZZ312312物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275922zUIIIl312312PIzUZUI012121212pIzUZUI12023232323)120(pIzUZUI12031313131)120(pIL131Z12U23U31U12Z23ZL2L312I23I31I1I2I3I相电流对称物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:654227592312012012012

15、U23U31U线电流31121III12232III23313III对称三相负载联接电路的特征：负载的线电流和相电流都是对称的，线电流滞后于相电流30相位角；线电流是相电流的 倍。312I31I23I31I12I23I3I30lI1I30lI2I30lIPIIII312312lIIII321plII3物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275924二、三相负载形联接电路312312ZZZ非对称三相负载，即如L131Z12U23U31U12Z23ZL2L312I23I31I1I2I3I非对称三相负载联接电路的特征：虽然三相负载非对称，但各相负载直接接于电源的线电压上，因此，各相负载的相

16、电压（也即为线电压）等于电源的线电压，总是对称的。虽然负载的电压对称，但由于各相负载不同，则负载的相电流和线电流都是非对称的。因此，每相的相电流和线电流必须按各相的情况分别单独计算。物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275925三、 三相负载 Y-联接的等效变换13Z1Z2Z3213Z12Z23Z312等效变换由Y形变换为形313322112ZZZZZZZZ113322123ZZZZZZZZ213322131ZZZZZZZZ由形变换为Y形31231231121ZZZZZZ31231212232ZZZZZZ31231223313ZZZZZZ物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:654

17、2275926对称三相负载的 Y - 等效变换213YZYZYZZZZ213等效变换由形变换为Y形3YZZY3ZZ由Y形变换为形物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275927三相负载电路小结1.负载联接方式 星（Y）形联接 三角（）形联接 2.Y形 对称 非对称 各相负载的电压、电流对称，线电压比相电压超前300NI,plII ,3plUU - 与无中线情况相同，中线可省有中线 无中线有中线 无中线-负载的线电压对称，相电压不对称，负载的相电压不等于电源相电压负载的电压对称，等于电源电压；线电压比相电压超前30；电流不对称，各相电流必须单独计算0NI,plII ,3plUU 物联网

18、工程学院 刘绪军 工程师 QQ:65422759283.形 对称 非对称 plII3相电流对称，线电流滞后于相电流30，线电流是相电流的 倍。3负载的电压对称，等于电源线电压lUUUU3123124.负载三相对称电路，只需计算任意一相的电压或电流，其余二相可依据对称关系和相序关系写出。负载的电压对称，等于电源线电压lUUUU312312线电流和相电流均为非对称，负载的线电流一般不等于相电流的 倍。各相的电流必须单独计算3物联网工程学院 刘绪军 工程师 QQ:6542275929一、有功功率、无功功率、视在功率一、有功功率、无功功率、视在功率1. 有功功率有功功率PCCCBBBAAACBAIUIUIUPPPPcoscoscos对称三相电路中对称三相电路中 P=3UPIPcos PLPLIIUU ,3 :Y接IUIUPLLLLcos3cos313 PLPLIIUU3 , :接IUIUPLLLLcos3cos313 对称三相电路中对称三相电路中cos3cos3 L