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1、学科：,课题：三相正弦交流电路,第十章 三相正弦交流电路,10.1 三相交流电源,10.2 三相负载的联结,10.3 三相电路的功率,10.4 安全用电,第一节三相交流电源,一、三相交流电动势的产生二、三相电源的连接,复习提问：1、正弦交流电是怎样产生的？2、周期、频率的定义？3、如何根据波形图判断正弦波的初相角？,闭合线圈在磁场中转动，产生感应电流。根据电磁感应定律。,周期：交流电完成一次周期性变化所需的时间。频率：交流电在1秒内完成周期性变化的次数。,在波形图中，从坐标原点到最近一个正弦波的零点之间的距离就是初相。零点在原点的右方初相为负值；零点在原点的左方则初相为正值。,1、三相交流电源
2、的产生,三相交流发电机的构造：定子、转子。,三个定子线圈完全相同，空间位置互差120度。,10.1 三相交流电源,转子线圈通直流，并由机械力带动匀速转动。,转子,三 相 电 动 势,特征：三相对称电动势 最大值相等，频率相同，相位互差120。,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。A-B-C A 称为正（顺）相序，反之C-B-A-C 称为负（逆）相序。教材发电机的三个绕组用 A-X，B-Y，C-Z 新教材用 U1-U2，V1-V2，W1-W2。,显然，有e1 e2 e3=0。波形图与相量图如图10-1所示。,图10-1 对称三相电动势波形图与相量图,2、三相电源的连
3、接,三相电源的星形(Y形)接法,将三相发电机三相绕组的末端U2、V2、W2(相尾)连接在一点，始端U1、V1、W1(相头)分别与负载相连，这种连接方法叫做星形(Y形)连接。如图10-2所示。,图10-2 三相绕组的星形接法,（中线或零线）,相电压：火线与中线间的电压。,线电压：火线与火线间的电压。,中点N：X、Y、Z的公共点（与大地相接时称地线）,三相电源的星型联接,从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线叫作端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做线电压（UL）。Y形公共联结点N叫作中点，从中点引出的导线叫做中线或零线。由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在
4、低压配电中采用)。中线常用黑色或白色，火线分别用黄、绿、红三种颜色表示。,每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中线之间的电压)叫做相电压（UP），它们的瞬时值用uA、uB、uC来表示，显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为 UA=UB=UC=UP,任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)叫做线电压（UL），它们的瞬时值用uAB、uBC、uCA来表示。形接法的相量图如图10-3所示。,显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为UAB=UBC=UCA=UL=UP,线电压比相应的相电压超前30，如线电压 uAB比相电 压 uA超前30，线电压 uBC比相电压uB超前30，线
5、电压 uCA比相电压uC超前30。,图10-3 相电压与线电压的相量图,特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中线)，这时所说的三相电压大小均指线电压UL(380v);而民用电源则需要引出中线，所说的电压大小均指相电压UP(220v).,【例10-1】已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为e1=311sin(wt-/3)V，试求：(1)e2=()、e3=(),(2)e12=().,解：(1)因为三相电源的各相之间最大值相等，相位差为2/3，且为同频率正弦量，我们按照正序的关系可知 e 2=311sin(wt-/3-2/3）=311sin(wt-
6、)v.e3=311sin(wt-/3+2/3)=311sin(wt+/3)v.(2)因为线电压超前相应的相电压/6且所以-/3+/6=-/6 e12=311 sin(wt-/6)V.,UL=UP,第二节 三相负载的联结,一、负载的星形联结,二、负载的三角形联结,一、负载的星形联结,1 电路三相负载的星形联结如图 10-4 所示。,三相负载的星形联结如图 10-4所示,图 10-4三相负载的星形联结,2 特点（1）线电压 显然不管负载是否对称(相等)，电路中的 线电压 UL 都等于负 载相电压 UYP 的倍，即,（2）负载的相电流 IYP 等于线电流 IYL，即,IYL=IYP,当三相负载对称时
7、，即各相负载完全相同，相电流和线电流也一定对称。即各相电流(或各线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差 120，并且中性线电流为零。,【例1】在负载作 Y 联结的对称三相电路中，电源线电压为380伏，每相负载的电阻为8欧姆，电抗为6欧姆，（如图）。求：1）在正常情况下，每相负载的相电压和相电流；2）第三相负载短路时，其余两相的相电压和相电流；3）第三相负载断路时，其余两相的相电压和相电流。,解：1）在对称 Y 负载中，相电压,相电流(即线电流)为,2）第三相短路，相电压 U1=U2=380V 相电流为 I1=I2=38A,3）第三相断路，相电压U1=U2=380/2=190V 相电流为 I1
8、=I2=19A,3中性线的作用（1）若负载对称，则IN=0可省去中性线。（2）若负载不对称，则IN 0，若有中性线，则各相负载仍有对称的电源相电压，从而保证了各相负载能正常工作。,二、负载的三角形联结,1 电路负载做 联结时只能形成三相三线制电路，如图10-5 所示。,图 10-5三相负载的三角形联结,2 特点（1）显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压 UP 都等于线电压 UL，即UP=UL,（2）当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电流也一定对称。负载的相电流为,（3）线电流,各线电流的相位比相应的相电流滞后30。,3三相负载连接法的选择（1）应根据负载的额定电压与电源
9、电压的数值而定，总之要使每相负载所承受的电压等于其额定电压。（2）若每相负载的额定电压为电源线电压的，则负载应连成星形；若每相负载的额定电压等于电源的线电压，则负载应联成三角形。,【例2】大功率三相电动机启动时，由于启动一般采用降压启动，方法之一是启动时将三相绕组接成星形，而正常运转时改接成为三角形。试比较当绕组星形连接和三角形连接时相电流之比及线电流之比。,解：在 连接负载中，相电压等于线电压，即 UP=UL，则相电流 线电流,在 Y 连接负载中，线电压则相电流等于线电流 IYL=IYP,两种连接法相电流之比为 IYP/I P=1/3两种连接法线电流之比为 IYL/I L=1/3,练习：,1、三相电源的电压为380V，则任意两根相线之间的电压叫做（），有效值为（）；任意一根相线与中线之间的 电压叫做（），有效值为（）。2、三相交流电源是三个单相电源按一定方式进行的组合，这三个单相交流电源的（）、（）、（）。3、三相四线制中的火线指的是什么？中线指的是什么？,线电压,380v,相电压,220v,频率相同,最大值相同,相位彼此相隔2/3,发电机的三对绕组三个末端联接的点叫中点，中点引出的线为中线。其余始端引出的线称为火线。,作业：,170页：二、（1）、（2）三、（1）、（2）,预习：,10.2 三相负载的连接 星形连接 角形连接,
