电工学第三章-三相电源及其负载和功率课件

第3章三相电源及其负载和功率第3章3.1三相电源3.2三相负载3.3三相电路的功率目录3.1三相电源目录1.三相电动势的产生NSAXe

在两磁极中间，放一个线圈，让线圈以ω的角速度顺时针旋转，线圈中产生感应电动势。3.1三相电源返回1.三相电动势的产生NSAXe在两磁极中三相交流发电机的原理图定子转子定子中放三个线圈：AXBYCZ首端末端

三线圈空间位置各差120o

转子装有磁极并以

的角速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。AXCBZY••S•N+_三相交流发电机产生三相电动势返回三相交流发电机的原理图定子转子定子中放三个线圈：A三相电动势：0e60o波形：返回三相电动势：0e60o波形：返回相量表示法:EA

=Em∠00·EB=Em∠-1200·EC=Em∠+1200·相量图:EA·EB

·1200EC·12001200三相电源:产生对称的三相电动势的电源。三相电动势的相量关系：三相电动势的特征：幅值相等，频率相同，相位互差120º相序:

三相电动势由超前相到滞后相的顺序。返回相量表示法:EA=Em∠00·EB=Em2、三相电源的星形联结（三个末端连在一起）三相四线制:L1L2L3

（火线）加N

（零线）

三相三线制:L1L2L3（火线）无N（零线）

相电压（每相始端与末端Up）:

U1、U2、U3线电压（任意两始端间UL）:

U12、U23、U31+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···可提供两种电压:返回2、三相电源的星形联结（三个末端连在一起）三相四线制:L1（1）相电压与线电压的关系U12=U1-U2···=U1+(-U2)··U31=U3-U1···U23=U2-U3···相量图：+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·=U2+(-U3)··=U3+(-U1)··根据基尔霍夫电压定律：返回（1）相电压与线电压的关系U12=U1-U2··1、相电压对称:

Up=U1=U2=U3

线电压也对称:

UL=U12=U23=U31结论:2、U12=√3U1(大小关系)U12超前U1300(相位关系)推出一般结论:

UL=√3UpUL超前于与之对应的Up300U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为：返回1、相电压对称:结论:2、U12=√3U1(大小关系)（2）相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:··IL1=I1··IL2=I2··IL3=I3⑴相电流和线电流都是对称的⑵Ip=Il

并且相位相同+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···IL3·IL2·IL1·IN·I2·I1·I3·结论：返回（2）相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:··IL13、三相电源的三角形联结注意:这种接法只有三相三线制L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_

U31=U3+··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·返回

将三相电源中每相绕组的首端依次与另一相绕组的末端连接，形成闭合回路。3、三相电源的三角形联结注意:这种接法只有三相三线制L1L2（1）相电压与线电压的关系有:······U12=U1U23=U2U31=U3结论:1、相电压和线电压都对称2、Up=UL且相位相同L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_U31=U3+··返回（1）相电压与线电压的关系有:······U12=U1U（2）相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:IL1=I1-I3···IL3=I3-I2···IL2=I2-I1···I1·I2·IL2·IL1·

·-I3I3·IL3·相量图:_U31=U3+··L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·=I1+(-I3)··=I2+(-I1)··=I3+(-I2)··返回（2）相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:IL1=结论:

IL=√3IPIL滞后于与之对应的IP300相电流和线电流对称注意:

一般所说的三相电源电压、三相电源电流是指线电压、线电流。I1·I2·IL2·IL1·

·-I3I3·IL3·相量图:返回结论:IL=√3IPIL滞后于与之对应的IP300

思考题1(1)星形联接的对称三相电源，若相电压则和是多少？返回(2)三角形联结的对称三相电源，空载运行时，三相电动势会不会在三相绕组所构成的闭合回路中产生电流？答：不会。因对称三相电动势的大小相等，相位互差120°，因此向量和为0，故不会在回路中产生电流。答:思考题1(1)星形联接的对称三相电源，若相电压返回(2)三3.2三相负载三相负载分为两种:对称负载:接在三相电源上，三相阻抗相等不对称负载:只需由单相电源供电，三相阻抗不等三相负载的连接方式有两种:星形连接三角形连接由三相电源供电的负载称为三相负载。返回3.2三相负载三相负载分为两种:对称负载:接在三相电源每相负载首末端之间的电压负载从供电线上取用的电流每相负载中流过的电流两相负载两始端之间的电压无论采用哪种连接方法，都存在：相电压：线电压：相电流：线电流：返回每相负载首末端之间的电压负载从供电线上取用的电流每相负载中流···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·注：三相负载为三相四线制时星形连接1、三相负载的星形联结返回···++_Z3Z2Z1L1L2L3N+·_+·U2+_(1)线电压与相电压的关系U12=U1-U2···U31=U3-U1···U23=U2-U3···根据基尔霍夫电压定律:若电源电压对称,负载的线电压和相电压是对称的···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·返回(1)线电压与相电压的关系U12=U1-U2·3、当负载对称时:Z1=Z2=Z31、负载的线电压和相电压都对称相量图:U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·U12=U1-U2···=U1+(-U2)··

U23=U2-U3···=U2+(-U3)··

U31=U3-U1···=U3+(-U1)··结论:4、三相对称电源+三相对称负载=三相对称电路

Ul=√3UpUl超前于与之对应的Up3002、返回3、当负载对称时:Z1=Z2=Z31、负载的线电压和相电(2)相电流与线电流的关系U3·=Z3U2·=Z2U1·=Z1··IL1=I1··IL2=I2··IL3=I3IN=I1+I2+I3·······+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·根据基尔霍夫电流定律:若电源电流对称,负载的线电流和相电流也是对称的返回(2)相电流与线电流的关系U3·=Z3U2·=Z2U结论:

·∴Ip=IL·Ip=IL相位相同讨论:一般中线（零线）可不要必需有中线（零线）1.负载对称时,=0IN=I1+I2+I3····2.负载不对称时,≠0IN=I1+I2+I3····若负载对称,相电流和线电流就对称返回结论:·∴Ip=IL·Ip=IL讨论:2、三相负载的三角形联结这种连接方法只能是三相三线制Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····+U1_U12=+

U2_U23=_U3+=U31······返回2、三相负载的三角形联结这种连接方法只能是三相三线制Z1Z3(1)相电压与线电压的关系结论：⑴相电压对称、线电压也对称.⑵Up=UL··U12=U1····U23=U2··U31=U3有：Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····+U1_U12=+

U2_U23=_U3+=U31······返回(1)相电压与线电压的关系结论：··U12=U1····(2)相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:IL3=I3-I2···IL2=I2-I1···IL1=I1-I3···Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····I1·I2·IL2·

·-I3I3·IL3·相量图:IL1·=I1+(-I3)··=I2+(-I3)··=I3+(-I2)··返回(2)相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:IL3⑴若负载对称相电流和线电流对称⑵若负载不对称,由于电源电压对称,故负载的相电压对称,但相电流和线电流不对称。结论：IL滞后于与之对应的IP300

IL=√3IPI1·I2·IL2·

·-I3I3·IL3·相量图:IL1·返回⑴若负载对称⑵若负载不对称,由于电源电压对称,故负载的相电压⑴三相负载采取那种联结方式取决于电源电压和负载的额定电压,原则上应使负载的实际工作相电压等于额定相电压。如:某三相异步电动机,三相绕组的额定电压是220V,若电源电压分别为380V和220V,应采取那种联结方式?答:电源电压为380V:Y接电源电压为220V:△接说明：⑵若为单相多台负载，应尽量均匀地分布在三相上。返回⑴三相负载采取那种联结方式取决于电源电压和负载的额定电压

思考题21、三相负载对称是指下述三种情况中的哪一种：(1)(2)(3)2、在对称三相电路中，下述两式是否正确：(1)(2)返回思考题21、三相负载对称是指下述三种情况中的哪一种：返回3.3三相电路的功率返回3.3三相电路的功率返回

思考题3(1)、一般情况下，S=S1+S2+S3是否成立？返回答：一般不成立。思考题3(1)、一般情况下，S=S1+S2+S3是否成立？

思考题3(2)、同一三相负载采用三角形联结，接于线电压为220V的三相电源上，以及采用星形联结，接在线电压为380V的三相电源上，试求这两种情况下三相负载的相电流、线电流和有功功率的比值。答：返回思考题3(2)、同一三相负载采用三角形联结，接于线电压为2(3)同一三相负载，采用三角形联结和星形联结接于线电压相同的三相电源上，试求这两种情况下负载的相电流、线电流和有功功率的比值。

思考题3答：返回(3)同一三相负载，采用三角形联结和星形联结接于线电压相同的(4)有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路，已知电源相电压为220V，负载每相阻抗模为10Ω，试求负载的相电流和线电流，电源的相电流和线电流。

思考题3返回答：电源线电压：

负载线电压：

负载相电压：

负载相电流：

负载线电流：

电源线电流：

电源相电流：(4)有一电源和负载都是星形联结的对称三相电路，已知电源相电

思考题3(5)有一电源为三角形联结，而负载为星形联结的对称三相电路，已知电源相电压为220V，每相负载的阻抗模为10Ω，求负载和电源的相电流和线电流。答：电源线电压：

负载线电压：

负载相电压：

负载相电流：

负载线电流：

电源线电流：

电源相电流：返回思考题3(5)有一电源为三角形联结，而负载为星形联结的对称三相交流电路的小结--三相电源三相三线制三相四线制ACBNACB三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。返回三相交流电路的小结--三相电源三相三线制三相四线制ACBNA三相交流电路的小结--三相负载星形负载三角形负载ACBNZZZACBZZZ返回三相交流电路的小结--三相负载星形负载三角形负载ACBNZZ三相交流电路的小结--三相电路计算负载形接法负载不对称时：各相电压、电流单独计算。负载对称时：电压对称、电流对称，只需计算一相。三相电路的计算要特别注意相位问题。负载Y形接法返回三相交流电路的小结--三相电路计算负载形接法负载不对称时：三相交流电路的小结--三相功率计算三相总功率：负载对称时：和接法无关返回三相交流电路的小结--三相功率计算三相总功率：负载对称时：和本章习题P691，2，5，9，10，13，14本章习题第

3章结束第3章结束

第3章三相电源及其负载和功率第3章3.1三相电源3.2三相负载3.3三相电路的功率目录3.1三相电源目录1.三相电动势的产生NSAXe

在两磁极中间，放一个线圈，让线圈以ω的角速度顺时针旋转，线圈中产生感应电动势。3.1三相电源返回1.三相电动势的产生NSAXe在两磁极中三相交流发电机的原理图定子转子定子中放三个线圈：AXBYCZ首端末端

三线圈空间位置各差120o

转子装有磁极并以

的角速度旋转。三个线圈中便产生三个单相电动势。AXCBZY••S•N+_三相交流发电机产生三相电动势返回三相交流发电机的原理图定子转子定子中放三个线圈：A三相电动势：0e60o波形：返回三相电动势：0e60o波形：返回相量表示法:EA

=Em∠00·EB=Em∠-1200·EC=Em∠+1200·相量图:EA·EB

·1200EC·12001200三相电源:产生对称的三相电动势的电源。三相电动势的相量关系：三相电动势的特征：幅值相等，频率相同，相位互差120º相序:

三相电动势由超前相到滞后相的顺序。返回相量表示法:EA=Em∠00·EB=Em2、三相电源的星形联结（三个末端连在一起）三相四线制:L1L2L3

（火线）加N

（零线）

三相三线制:L1L2L3（火线）无N（零线）

相电压（每相始端与末端Up）:

U1、U2、U3线电压（任意两始端间UL）:

U12、U23、U31+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···可提供两种电压:返回2、三相电源的星形联结（三个末端连在一起）三相四线制:L1（1）相电压与线电压的关系U12=U1-U2···=U1+(-U2)··U31=U3-U1···U23=U2-U3···相量图：+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·=U2+(-U3)··=U3+(-U1)··根据基尔霍夫电压定律：返回（1）相电压与线电压的关系U12=U1-U2··1、相电压对称:

Up=U1=U2=U3

线电压也对称:

UL=U12=U23=U31结论:2、U12=√3U1(大小关系)U12超前U1300(相位关系)推出一般结论:

UL=√3UpUL超前于与之对应的Up300U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为：返回1、相电压对称:结论:2、U12=√3U1(大小关系)（2）相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:··IL1=I1··IL2=I2··IL3=I3⑴相电流和线电流都是对称的⑵Ip=Il

并且相位相同+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···IL3·IL2·IL1·IN·I2·I1·I3·结论：返回（2）相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:··IL13、三相电源的三角形联结注意:这种接法只有三相三线制L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_

U31=U3+··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·返回

将三相电源中每相绕组的首端依次与另一相绕组的末端连接，形成闭合回路。3、三相电源的三角形联结注意:这种接法只有三相三线制L1L2（1）相电压与线电压的关系有:······U12=U1U23=U2U31=U3结论:1、相电压和线电压都对称2、Up=UL且相位相同L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_U31=U3+··返回（1）相电压与线电压的关系有:······U12=U1U（2）相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:IL1=I1-I3···IL3=I3-I2···IL2=I2-I1···I1·I2·IL2·IL1·

·-I3I3·IL3·相量图:_U31=U3+··L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·=I1+(-I3)··=I2+(-I1)··=I3+(-I2)··返回（2）相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:IL1=结论:

IL=√3IPIL滞后于与之对应的IP300相电流和线电流对称注意:

一般所说的三相电源电压、三相电源电流是指线电压、线电流。I1·I2·IL2·IL1·

·-I3I3·IL3·相量图:返回结论:IL=√3IPIL滞后于与之对应的IP300

思考题1(1)星形联接的对称三相电源，若相电压则和是多少？返回(2)三角形联结的对称三相电源，空载运行时，三相电动势会不会在三相绕组所构成的闭合回路中产生电流？答：不会。因对称三相电动势的大小相等，相位互差120°，因此向量和为0，故不会在回路中产生电流。答:思考题1(1)星形联接的对称三相电源，若相电压返回(2)三3.2三相负载三相负载分为两种:对称负载:接在三相电源上，三相阻抗相等不对称负载:只需由单相电源供电，三相阻抗不等三相负载的连接方式有两种:星形连接三角形连接由三相电源供电的负载称为三相负载。返回3.2三相负载三相负载分为两种:对称负载:接在三相电源每相负载首末端之间的电压负载从供电线上取用的电流每相负载中流过的电流两相负载两始端之间的电压无论采用哪种连接方法，都存在：相电压：线电压：相电流：线电流：返回每相负载首末端之间的电压负载从供电线上取用的电流每相负载中流···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·注：三相负载为三相四线制时星形连接1、三相负载的星形联结返回···++_Z3Z2Z1L1L2L3N+·_+·U2+_(1)线电压与相电压的关系U12=U1-U2···U31=U3-U1···U23=U2-U3···根据基尔霍夫电压定律:若电源电压对称,负载的线电压和相电压是对称的···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·返回(1)线电压与相电压的关系U12=U1-U2·3、当负载对称时:Z1=Z2=Z31、负载的线电压和相电压都对称相量图:U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·U12=U1-U2···=U1+(-U2)··

U23=U2-U3···=U2+(-U3)··

U31=U3-U1···=U3+(-U1)··结论:4、三相对称电源+三相对称负载=三相对称电路

Ul=√3UpUl超前于与之对应的Up3002、返回3、当负载对称时:Z1=Z2=Z31、负载的线电压和相电(2)相电流与线电流的关系U3·=Z3U2·=Z2U1·=Z1··IL1=I1··IL2=I2··IL3=I3IN=I1+I2+I3·······+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·根据基尔霍夫电流定律:若电源电流对称,负载的线电流和相电流也是对称的返回(2)相电流与线电流的关系U3·=Z3U2·=Z2U结论:

·∴Ip=IL·Ip=IL相位相同讨论:一般中线（零线）可不要必需有中线（零线）1.负载对称时,=0IN=I1+I2+I3····2.负载不对称时,≠0IN=I1+I2+I3····若负载对称,相电流和线电流就对称返回结论:·∴Ip=IL·Ip=IL讨论:2、三相负载的三角形联结这种连接方法只能是三相三线制Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····+U1_U12=+

U2_U23=_U3+=U31······返回2、三相负载的三角形联结这种连接方法只能是三相三线制Z1Z3(1)相电压与线电压的关系结论：⑴相电压对称、线电压也对称.⑵Up=UL··U12=U1····U23=U2··U31=U3有：Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····+U1_U12=+

U2_U23=_U3+=U31······返回(1)相电压与线电压的关系结论：··U12=U1····(2)相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:IL3=I3-I2···IL2=I2-I1···IL1=I1-I3···Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····I1·I2·IL2·

·-I3I3·IL3·相量图:IL1·=I1+(-I3)··=I2+(-I3)··=I3+(-I2)··返回(2)相电流与线电流的关系根据基尔霍夫电流定律:IL3⑴若负载对称相电流和线电流对称⑵若负载不对称,由于电源电压对称,故负载的相电压对称,但相电流和线电流不对称。结论：IL滞后于与之对应的IP300

IL=√3IPI1·I2·IL2·

·-I3I3·IL3·相量图:IL1·返回⑴若负载对称⑵若负载不对称,由于电源电压对称,故负载的相电压⑴三相负载采取那种联结方式取决于电源电压和负载的额定电压,原则上应使负载的实际工作相电压等于额定相电压。如:某