电工电子课件-五

1、1电工电子技术与技能（非电类少学时）电工电子技术与技能（非电类少学时）程周主编程周主编中等职业教育课程改革国家规划新教材配套多媒体资源25 三相正弦交流电路5.1 三相正弦交流电源三相正弦交流电源*5.2 三相三相负载连负载连接接1235.3 三相电功率三相电功率35.1 三相正弦交流电源三相正弦交流电源1三相交流电源：三个幅值相等、频率相同、相位互差三相交流电源：三个幅值相等、频率相同、相位互差 2/3 ( 120 )的单相交的单相交流电源按规定的方式组合而成的电源。流电源按规定的方式组合而成的电源。2三相交流电路（简称三相电路）：由三相交流电源与三相负载共同组成的三相交流电路（简称三相电路

2、）：由三相交流电源与三相负载共同组成的电路。电路。3星形联结（也称为星形联结（也称为Y形联结）：连接方式如图形联结）：连接方式如图5.1所示。电源对外有四根引所示。电源对外有四根引出线，这种供电方式称为三相四线制。出线，这种供电方式称为三相四线制。 图图5.1三相电源的星形联结三相电源的星形联结 45.1 三相正弦交流电源三相正弦交流电源4中性点：在图中性点：在图5.1所示三相四线制供电电源中，将三个绕组的末端所示三相四线制供电电源中，将三个绕组的末端U2、V2、W2连接在一起的点。实际应用中常将该点接地，所以也称为零点。连接在一起的点。实际应用中常将该点接地，所以也称为零点。5中性线：从中性

3、点（或零点）引出的导线，也称零线、地线。用字母中性线：从中性点（或零点）引出的导线，也称零线、地线。用字母N表示。表示。6相线（端线）：三个绕组的始端引出的导线，也称火线。分别用字母相线（端线）：三个绕组的始端引出的导线，也称火线。分别用字母U1、V1、W1表示。表示。7三相三线制：只将三相绕组按星形联结而并不引出中性线的供电方式。三相三线制：只将三相绕组按星形联结而并不引出中性线的供电方式。 8相电压：将负载连接到每相绕组两端（即连接在相线和中性线之间），负相电压：将负载连接到每相绕组两端（即连接在相线和中性线之间），负载可得到的电压，用载可得到的电压，用UP表示。其正方向规定由绕组始端指向

4、末端，其瞬时值表表示。其正方向规定由绕组始端指向末端，其瞬时值表达式为达式为 55.1 三相正弦交流电源三相正弦交流电源其波形图和矢量图如图其波形图和矢量图如图5.2所示。所示。图图5.2三相电源相电压波形和矢量图三相电源相电压波形和矢量图 65.1 三相正弦交流电源三相正弦交流电源9线电压：将负载连接到两相绕组相线之间（任意二根相线之间），负载得到线电压：将负载连接到两相绕组相线之间（任意二根相线之间），负载得到的电压，用的电压，用UL表示，其瞬时值表达式为表示，其瞬时值表达式为用矢量法进行计算用矢量法进行计算75.1 三相正弦交流电源三相正弦交流电源图图5.3三相电源相电压、线电压关系三相

5、电源相电压、线电压关系 即：即：结论：结论：（1）三个线电压有效值相等，都等于相电压的）三个线电压有效值相等，都等于相电压的 倍，在相位上分别超前对倍，在相位上分别超前对应的相电压应的相电压 /6。各线电压的相位差亦是。各线电压的相位差亦是2/3 （120 ）。）。（2）三相四线制供电方式，不但相电压对称，而且线电压也是对称的。）三相四线制供电方式，不但相电压对称，而且线电压也是对称的。 85.1 三相正弦交流电源三相正弦交流电源例5.1三相四线制供电系统，已知相电压为220 V，试求线电压为何值？解 V380V22033PLUU95.2 三相负载的连接三相负载的连接5.2.1三相负载星形联结

6、及中性线作用三相负载星形联结及中性线作用1三相负载：由三相电源供电的负载。三相负载：由三相电源供电的负载。2三相对称负载：它们的每一相阻抗是完全相同的（例如三相交流电动机）。三相对称负载：它们的每一相阻抗是完全相同的（例如三相交流电动机）。3三相不对称负载：它们的每一相阻抗是不相等的（例如家用电器和电灯，这三相不对称负载：它们的每一相阻抗是不相等的（例如家用电器和电灯，这类负载通常是按照尽量平均分配的方式接入三相交流电源）。三个单相负载分类负载通常是按照尽量平均分配的方式接入三相交流电源）。三个单相负载分别连接在对应相电压上，采用的是三相四线制供电方式。别连接在对应相电压上，采用的是三相四线制

7、供电方式。两类三相负载星形联结接线图如图两类三相负载星形联结接线图如图5.4所示。所示。 图图5.4三相负载星形联结三相负载星形联结 105.2 三相负载的连接三相负载的连接图图5.5三相负载星形联结电路图和矢量图三相负载星形联结电路图和矢量图 4线电流：在图线电流：在图5.5（a）电路图中，三根端线上的电流）电路图中，三根端线上的电流iU、iV、iW。5相电流：在图相电流：在图5.5（a）电路图中，流经负载的电流）电路图中，流经负载的电流iUN 、iVN 、iWN。当负载作星形联结时，线电流等于相电流，即当负载作星形联结时，线电流等于相电流，即 iU = iUN，iV = iVN，iW =

8、iWN或或 iL = iP相电流与对应相电压之间的夹角相电流与对应相电压之间的夹角 由负载的性质决定，假设各相负载阻抗相等由负载的性质决定，假设各相负载阻抗相等，性质相同（称为对称负载）可得矢量图，如图，性质相同（称为对称负载）可得矢量图，如图5.5（b）所示。）所示。115.2 三相负载的连接三相负载的连接在图在图5.5（b）所示矢量图中，相电压与相电流的关系为）所示矢量图中，相电压与相电流的关系为（5.8）（5.9）中性线电流为线电流（或相电流）的矢量和中性线电流为线电流（或相电流）的矢量和 （5.10）对于三相对称负载，在对称三相电源作用下，三相对称负载的中性线电流等对于三相对称负载，在

9、对称三相电源作用下，三相对称负载的中性线电流等于零。对于电流是瞬时值，三相电流的代数和也为零，即于零。对于电流是瞬时值，三相电流的代数和也为零，即 （5.11）125.2 三相负载的连接三相负载的连接对称负载下中性线便可以省去不用。电路变成如图对称负载下中性线便可以省去不用。电路变成如图5.7所示的三相三线制星形联所示的三相三线制星形联结。结。图图5.7三相三线制星形联结三相三线制星形联结 135.2 三相负载的连接三相负载的连接三相负载不对称的情况举例：三相负载不对称的情况举例：图图5.8为一般的生活照明线路，此时的负载为三相不对称负载的星形联结，所以为一般的生活照明线路，此时的负载为三相不

10、对称负载的星形联结，所以其中性线电流不为零，那么中性线也就不能省去，否则会造成负载无法正常工其中性线电流不为零，那么中性线也就不能省去，否则会造成负载无法正常工作。作。 图图5.8中性线的作用中性线的作用在图在图5.8中，若线电压为中，若线电压为380 V，中性线连接正常，虽然各相负载不对称，它们仍，中性线连接正常，虽然各相负载不对称，它们仍然能够正常工作。然能够正常工作。如果没有中性线，就变成如果没有中性线，就变成U相和相和V相白炽灯串联后连接在线电压相白炽灯串联后连接在线电压UUV上，上，V相白炽相白炽灯所分得的电压超过其额定值灯所分得的电压超过其额定值220V而特别亮，而而特别亮，而U

11、相白炽灯所分得的电压会低相白炽灯所分得的电压会低于额定值而发暗。若长时间使用，会使于额定值而发暗。若长时间使用，会使V相白炽灯烧毁，进而导致相白炽灯烧毁，进而导致U相白炽灯也相白炽灯也因电路不通而熄灭。因电路不通而熄灭。在三相四线制供电线路中，中性线上不允许安装熔断器等短路或过流保护装置。在三相四线制供电线路中，中性线上不允许安装熔断器等短路或过流保护装置。 145.2 三相负载的连接三相负载的连接5.2.2对称负载的三角形联结对称负载的三角形联结 图图5.9（a）、（）、（b）为对称负载三角形联结图和电路图。）为对称负载三角形联结图和电路图。图5.9三相负载三角形联结 155.2 三相负载的

12、连接三相负载的连接假设负载对称并都为感性，可得如图假设负载对称并都为感性，可得如图5.10所示的矢量图。所示的矢量图。 图图5.10对称负载三角形联结时矢量图对称负载三角形联结时矢量图 165.2 三相负载的连接三相负载的连接例例5.2三相交流电动机的定子绕组可看成是三相对称负载，正常运行在三角三相交流电动机的定子绕组可看成是三相对称负载，正常运行在三角形联结的电动机常采用星形联结起动，以达到降低起动电流的目的。若三相电形联结的电动机常采用星形联结起动，以达到降低起动电流的目的。若三相电动机每相绕组的电阻为动机每相绕组的电阻为6 ，感抗为，感抗为8 ，电源线电压为，电源线电压为380 V。试比较两种联结。试比较两种联结相电流和线电流。相电流和线电流。175.2 三相负载的连接三相负载的连接185.3 三相功率三相功率三相负载对称时三