《电工电子技术基础》三相交流电路

第3章三相交流电路主要内容§3.1三相交流电源§3.2三相负载的连接§3.3三相负载的功率教学目标与要求理解：理解三相交流电的概念；掌握：掌握对称三相电路的分析和计算方法熟悉：熟悉三相电路中相、线电压电流的关系上页下页返回3.1三相交流电源一、三相交流发电机结构ZAXYNSC-+B•••1、电枢：由铁心和三相绕组组成，也叫定子铁心：由硅钢片叠压组成，其上有互成600的线槽三相绕组：AX、BY、CZ①首端为A、B、C,末端为X、Y、Z镶嵌在线槽中；②匝数相同；③空间排列互差120。定子（电枢）2、磁极：ZAXYNSC-+B•••也叫转子部分。转子（磁极）二、三相交流的产生及表示励磁绕组通过滑环、碳刷与外部直流电源相连，当中其通入直流电就产生磁极N、S。转子转子铁心励磁绕组

当转子在外力驱动下顺时针匀速旋转，将分别在AX、BY、CZ中感应出频率相同幅值相等的三个单相交流电压uA、uB、Uc。这组对称电压称为对称三相电源。1、对称三相电源的相量表示：120°120°120°UBUAUC对称三相电压相量图2、对称三相电源电压波形及相量图u0TuAuBuCωt3、对称三相电源电压的相序相序：三相交流电出现正幅值的顺序。A→B→C4、对称三相电源电压的特征①大小相等，频率相同，相位互差120º。②三、三相交流电源的连接三相交流电源通常采用图示星形连接方式BNXYZuAuBuCCA（火线）或（相线）（中线）或（零线）（火线）（火线）1、三相四线制2、三相四线制的供电电压电源Y连接可向负载提供两种电压相电压:相线与零线间电压。①效值用UA、UB、UC或通用UP表示XYZuAuBuCACBN②相量表达式及向量图120°120°120°UBNUANUCN三个相电压对称,并互成1200UP相量图线电压：相线(火线）与相线（火线）间电压。①有效值用UL表示XYZuAuBuCACBN②相量图三个线电压是对称的，且线电压超前与其相对应的相电压300电角。-UBNUABUCN-UAN-UCAUL相量图UBC③相量表达式：由向量图可见相电压与线电压的数量关系由相量图,在等腰三角形OPQ中即：线电压与相电压的通用关系表达式：UL相量图

在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为:

三相电源绕组还可以连接成三角形，但电源绕组三角接时只能向负载提供一种电压：电源线电压UL=绕组的感应电压UP。

数量上线电压是相电压的1.732倍；在相位上超前线电压超前与其相对应的相电压30°.验电笔的正确握法如下图示：你能说出对称三相交流电的特征吗？三相四线制供电体制中你能说出线、相电压之间的数量关系及相位关系吗？

如何用验电笔或400V以上的交流电压表测出三相四线制供电线路上的火线和零线？电笔头与被测导线接触时，使氖管发光的是火线（或端线），不发光的是零线。

三个最大值相等、角频率相同、相位上互差120°的正弦交流电。检验学习结果3.2三相交流电路负载的连接方式一、三相负载的星形连接1、三相负载星形连接概念ACB

NZUZWZV

三相负载的一端连在一起与零线相接；另一端分别与火线相接的方式称为星形(Y)接法。2、相关名词及符号负载中通过的电流称为相电流IP；中线上通过的电流称为中线电流IN；火线上通过的电流称为线电流Il；iCiBiA相电流iN中线电流线电流ACB

NZZZuAuBuC线电流iCiBiA相电流iN中线电流

三相电源对称、三相负载对称各相负载电流与电压的关系：负载的端电压等于电源相电压；3、特征各相负载相电流等于电源线电流中线电流三相负载电流对称IA=IB=IC，相位互成1200中线电流IN=0

电源线电压为380V，三相对称负载Y接，Z=3+j4Ω,求：各相负载中的电流及中线电流。

设例1解：根据对称关系可得：

由此例可得，对称三相电路的计算可归结为一相电路计算，其它两相根据对称关系可直接写出。4、三相负载星形连接电路计算例2解：5、问题及讨论问题：负载对称时：中线是否可以去掉？答：Y形连接三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制。AZZZCB应用实例--照明电路正确接法:每组灯相互并联,然后分别接至各相电压上。设电源电压为：

当有中线时，每组灯的数量可以相等也可以不等，但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。A.........一组二组三组CBN思考：当负载不对称时，中线能否取掉？

如果三相照明电路的中线因故断开，当发生一相灯负载全部断开时或一相发生短路，电路会出现什么情况？

若B、C相不对称，则负载多（电阻小）的一相分压少而不能正常发光，负载少（电阻大）的一相分压多则易烧损。讨论

1)、如果中线断开，设A相灯负载又全部断开，若B、C相对称，各相端电190V，均低于额定值220V而不能正常工作；A.........一组二组三组CBN

B、C两相构成串联，其端电压为电源线电压380V。三相四线制供电，负载星形（Y）连接电路中，中线不允许断开！

由此可得，中线的作用使不对称三相负载的端电压保持对称。B、C相都会与短接线构成通路，两相端电压均为线电压380V。A.........一组二组三组CBN2）、如果中线断开，设又发生A相短路，B、C相由于超过额定值而烧损。结论：

负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。

中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。

为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。

ACBZZZ三相负载的首尾相连成一个闭环，然后与三根火线相接的方式称为三角形接法二、三相负载的三角形连接1、三相负载三角形连接的概念2、相关名词及符号线电流iCiBiA相电流iABiBCiCA负载Δ连接的端电压等于电源线电压；火线上通过的电流称为线电流IL；负载中通过的电流称为相电流IP；3、特征各相负载中通过的电流线电流与相电流的关系为：ACBZZZ线电流iCiBiA相电流iABiBCiCA电流相量图-IBCIAICA-IBIAB-IC且线电流相位滞后相电流30°。

由相量图可看出：电流向量图相电流对称，即

：在三相电源、三相负载对称情况下：火线上线电流对称，即：线电流是相电流的倍,即：

iAB=iBC=iCAiA=iB=iC线电流与相电流的通用关系表达式：例3

三相电源相电压UP=220V,每相复阻抗Z=60+j80。试求：电源星型（Y）连接，负载分别为星型（Y）和三角形（∆）连接时负载的相电流和线电流。解：每相负载的复阻抗(1)三相电路Y-Y连接时：由于，UP=220V所以，负载线电流、相电流为(2)三相电路Y-∆连接时：三相电源相电压三相负载相电压等于线电压，故UP=UL=380V负载相电流、线电流3.3三相电路的功率一、三相电路总功率

三相交流电路中，三相负载的总功率等于各相功率之和。式中:φA、φB、φC为三相负载的功率因数角，也是各相负载电压与电流的相位差。UA、UB、UC和IA、IB、IC分别为各相负载电压及电流。负载星形（Y）接法时：负载三角形（∆）接法时：二、三相电路负载对称的总功率由此可见，负载不论是星形（Y）还是三角形（∆）连接，其总功率计算公式都为：三相负载在对称条件下三、三相电路的有功功率、无功功率、视在功率有功功率：无功功率：视在功率：例3有一三相电动机，每相阻抗Z=40+j30,试求下列两种情况下电动机的相电流、线电流及从电源输入的功率，并比较所得结果。（1）绕组接成Y形，接于线电压为380V电源上；（2）绕组接成∆形，接于线电压220V电源上。解：（1）绕组接成Y形每相阻抗Z=40+j30=50相电压：相电流：线电流：电源输入功率：（2）绕组接成∆形相电压：相电流：线电流：电源输入功率：比较：两种接法相电压、功率均没变化，线电流在接成∆形比接成Y形增大倍

1、三相电力系统简介四、三相交流电的安全使用

发电和输电

电能从电厂送到用户的过程示意图电力系统和电力网大型电力系统的系统图厂矿企业的变配电系统具有高压配电所的厂矿企业供电系统图厂矿企业供电系统平面布线图2、安全用电触电形式

（1）直接触电：

①单相触电②两相触电（2）间接触电①跨步电压触电②接触电压触电电源变压器中点接地的单相触电

电源变压器中点不接地的单相触电

两相触电触电防护措施

接地保护接地与接零①接地保护

将电气设备的金属外壳及构架，与接地装置良好连接的保护称为接地保护。接地保护规定用于中性点不接地的三相供电系统中。当电气设备的绝缘损坏使设备的金属外壳带电时，由于人体是与接地装置并联，且人体电阻（最小800Ω）远大于接地电阻（4Ω