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1、第4章 三相电路 目前世界上电力系统的供电方式，绝大多数采用的是三相制。 所谓三相制，是由三个频率、大小相同,相位不同的正弦交流电压源作为电源的供电体系。 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。三相电路的优点三相交流发电机构造：定子（电枢）转子（磁极）定子三个定子线圈完全相同，空间位置互差120度。头U尾X尾Y头V尾Z头W转子UYVZXW4.1 三相电源4.1.1 三相电源的产生转子线圈通直流，由机械力带动匀速转动。UYVZXW定子转子磁通按正弦规律分布转子SN

2、+-4.1.1 三相电源的产生转子SN+-转子SN+-三相电动势三相对称电动势特征：定子UYVZXW转子SN+-大小相等，频率相等，相位差相等（互差120）三相交流发电机工作原理：4.1.1 三相电源的产生相序：三相交流电动势依次出现正的最大值的顺序,称为三相电源的相序。U-V-W称为正（顺）相序。 U-W-V称为负（逆）相序Em4.1.1 三相电源的产生以后如果不加说明，一般都认为是正相序。4.1.1 三相电源的产生Em中性线(零线) 相线(火线)火线火线相电压：火线与中线间的电压 线电压：火线与火线间的电压 三相四线制XYZ中性点：尾端X、Y、Z联在一起的公共点N4.1.1 三相电源的星形

3、连接UWVN+_uU+_uUV+_uW+uV+uWU+_uVW+_相电压瞬时值表示式：线电压UXYVZNWuUuVuWuUVuVWuWU设4.1.1 三相电源的星形连接线电压4.1.1 三相电源的星形连接日常生活与工农业生产常用电压等级:4.1.1 三相电源的星形连接Y连接的对称三相电源(1) 相电压对称，则线电压也对称(3) 线电压超前对应的相电压30o。 结论(2) 线电压是相电压的 倍，三相用电器（三个阻抗相同，工作时同时接入三相电源。如三相交流电动机、三相变压器等.）三相电路的负载单相用电器（只用一相相电压或线电压。如家用电器、实验仪器、电灯等.）*工农业生产及生活用电多为三相四线制电

4、源提供，负载接入电源的原则，应视其额定电压而定。4.2 三相负载的星形连接UV电源WN保险丝如：额定电压是220伏的单相灯负载应接相电压。额定电压380伏的三相电动机负载应接三根火线上。220v三相负载380v4.2 三相负载的星形连接 若大量使用单相负载（如电灯）时，应均匀分配在三相，不能集中在一相。此种接法为负载的星形联接(Y0联结)。UN V NW电源3、4单元ZUWV.1、2单元5、6单元4.2 三相负载的星形连接星形负载的电压电流相电流：相电压：三相四线制UWVNZUZWZV相电流=线电流线电流：设则：4.2.1 负载星形连接的三相四线制电路流过每相负载的电流。流过火线的电流。4.2

5、.1 负载星形连接的三相四线制电路ZU+_ZUZVZW_+IWIVIUIWINIV对称负载星形连接（中性线电流为0）负 载三相三线制ZZZ既然 ，是否可以取消中性线？仅对U相分析即可三相电流对称求：各相电流?已知每相负载为：电源电压对称，ZZZ例1解：以U相为例z6j8ZZZ例1根据对称关系，可得对称负载：（不论Y接接）电压对称、电流对称，只需计算一相+_+NNZZZ-已知对称三相电源的 线电压为380V，对称负载Z10030。求线电流。解： 连接中线NN，取A相为例计算-+NNZ由对称性，得例22. 有无中线对电路没有影响。 没有中线(YY接，三相三线制)，可加中线，中线有阻抗时可短路掉.1

6、. UNN= 0，电源中点与负载中点等电位。中线电流为零。 4. 各相的计算具有独立性，该相电流只决定于这一相的电压与阻抗，与其它两相无关。结论:对称三相电路3. 对称情况下，各相电压、电流都是对称的。 只要算出一相的电压、电流，则其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。4.2.2 负载星形连接的三相三线制电路+_+_+NNUVW负载各相电压：相电压不对称线(相)电流也不对称(1)负载对称各电压电流与三相四线制中相同，故仅对U相分析即可(2)负载不对称R/2RR例1(1) 正常情况下，三相四线制，中线阻抗约为零。每相负载的工作情况相对独立。(2) 若三相三线制, 设U相断路(三相不对称)灯泡

7、电压低，灯光昏暗。UWVN照明电路：UWVNN结论:不对称三相电路(1) 负载上的相电压仍为对称三相电压；仍可以 保证各负载正常工作.(2) 由于三相负载不对称， 则三相电流不对称；(3) 中线电流不为零。1. 有中线（1）负载不对称，负载上相电压出现不对称，有可能超过或低于使用电器的额定电压，这是不允许的。（2）中性线的作用，在于使星形联接的不对称负载的相电压保持对称；为了保证负载上相电压对称，中线在运行中不允许断开（中线上不允许接保险丝）。2. 无中线相电流：负载三角形联接：负载首尾相连，三相三线制电路。4.3 三相负载三角形连接负载的相电压等于电源的线电压UWVZZZ每相负载上的电流当负

8、载对称时,相电流对称。线电流：流过火线的电流。当负载对称时, 线电流也对称:4.3 三相负载三角形连接UWVZZZ结论连接的三相对称负载电路：(2) 线电流相位滞后对应相电流30o。 连接：负载对称时:Y连接：有中线时：(1) 线电流是相电流的 倍，4.4 三相电路的功率对称三相负载Z对称三相负载Z=|Z|一相负载的功率Pp=UpIpcos 三相总功率 P=3Pp=3UpIpcos 对称三相电路平均功率：1. 对称三相电路的平均功率P4.4 三相电路的功率(1) 为相电压与相电流的相位差角(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。(2) cos为每相的功率因数，在对称三相制中即三相功率因

9、数： cosA= cosB = cosC = cos注意：4.4 三相电路的功率Q=QA+QB+QC= 3Qp3. 视在功率功率因数也可定义为：cos =P/S (不对称时 无意义)一般来讲，P、Q、S 都是指三相总和。2. 无功功率已知对称三相负载吸收的功率为2.5KW，功率因数cos =0.866(感性)，线电压为380V，求线电流。解：例1有一三相电动机，每相的等效电阻R=29，等效感抗XL=21.8，试求在下列两种情况下电动机的相电流、线电流以及从电源输入的功率，并比较所得结果：（1）绕组联成星形接于Ul=380V的三相电源上；（2）绕组联成三角形接于Ul=220V的三相电源上。解：c

10、os =0.8例21）三相电动机无论Y接接，要保证电动机绕组的额定电压为220V。2）相电压、相电流及功率都未改变，仅线电流接时是Y接时的3倍。如何证明？L1L2L3OL+-UA=380VL1L2L3L+-Ul=220V=Up+-UP=220V例2ABCN+Ul=380V+ -线电压Ul=380V的三相电源上接有两组对称三相负载：三角形联接的负载，每相阻抗Z=10；星形联接的电阻性负载，每相电阻ZY=4+j3，试求（1）各组负载的相电流；（2）电路线电流；（3）三相有功功率。线电压相电压或是设解例3ABCN+UA=380V+ -+-UP=220VIl=Ip-Ul=380V=Up例3:设Y:求：

11、ZAAAACBL3L2L1已知：对称负载联成三角形,电源线电压Ul=220V，电流表读数Il=17.3A，三相功率P=4.5kw，1)每相负载的电阻和感抗;2)当AB相断开时图中各电流表的读数和总功率P3)当L1线断开时图中各电流表的读数和总功率P例4解：1）对称负载三角形联接 ZAAAACBL3L2L1例4ZAAAACBL3L2L1解：AB相断开后， IA=ICA=10AIB=IBC =10AC相线电流不变 IC=17.3A AB相未断前： P总=PAB+PBC+PCA=4.5kw P单=4.5/3=1.5kwAB相断开后： P总=PBC+PCA=21.5=3kw 另解：只有R做有功 2）线

12、电流： P总=2I2BR=210215=3kw 例4解：L1线断开后， ZAB和ZCA串联在线电压UBC上IBAC=0.5IBC=0.510=5A L1线断开后： 只有R做有功 3）线电流： 总功率： P总=IBC2R+IBAC22R=10215+5230=2250kw ZAACBL3L2IA=0A则Z=2R+j2X =2ZBC与ZBC并联分流若ZBC=R+jx(黄色R) AAL1例4星形接法对称负载：形接法对称负载：对称负载：第4章三相电路要点1)在电源对称的三相四线制电路中，不对称的三相负载作星形连接，负载各相相电流( )。则各相负载的电压( )。(a)不对称 (b)对称 (c)不一定对称

13、2)对称星形负载接于线电压为380V的三相四线制电源上，如图所示。当M点和D点同时断开时，U1为( )。当在D点断开时，UA为( )。当在M点断开时，U1为( )。(a)220V (b)380V(c)190V例5 3)某三相电源电动势分别为eA=20sin(314t+16)V, eB=20sin(314t-104)V, eC=20sin(314t+136)V,当t=13s时，该三相电动势之和为( )。 (a)20V(b)20/2V (c)0V 4)某三相发电机每相绕组电压为220V，在连接成形时，如果误将两相绕组的末端X，Y，与另一相的首端C连成一点(中点)，此时电压UBC=( ) (a)220V(b)380V (c)127V5)