电工基础三相交流电路

第六章 三相交流电路§6-1 三相交流电源一、填空题1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源按一定方式的组合。

2．由三根相线和一根中性线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。

三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。

3．三相四线制供电系统可输出两种电压供用户选择，即线电压和相电压。

这两种电压的数U 线超前U 相30°。

4．如果对称三相交流电源的U 相电动势e u =E m sin (314t+π6)V ，那么其余两相电动势分别为ev= E m sin (314t-90°)V ，ew =E m sin (314t+150°) V 。

二、判断题1．一个三相四线制供电线路中，若相电压为220 V ，则电路线电压为311 V 。

( × )2．三相负载越接近对称，中线电流就越小。

( √ )3．两根相线之间的电压叫相电压。

( × )4．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。

( × )三、选择题 1．某三相对称电源电压为380 V ，则其线电压的最大值为( A )V 。

A ．380 2B ．380 3 c ．380 6 D ．380232．已知在对称三相电压中，V 相电压为u v =220 2 sin(314t+π)V ，则U 相和W 相电压为(B )V 。

A. U u =220 2 sin (314t+π3) u w =220 2 sin (314t-π3) B ．u u =220 2 sin (314t-π3) u w =220 2 sin (314t+π3) C.u u =220 2 sin (314t+2π3) uw=220 2 sin (314t-2π3) 3．三相交流电相序U-V-W-U 属( A )。

A ．正序B ．负序C ．零序4．在如图6-1所示三相四线制电源中，用电压表测量电源线的电压以确定零线，测量结果U 12=380 V ，U 23 =220 V ，则( B )。

第四节 三相交流电路工业上应用最多的交流电是三相交流电。

单相交流电实际上也是三相交流电的一部分。

三相交流电有很多优点：例如三相电机比同尺寸的单相电机输出功率大，性能好；三相交流电的输送比较经济；既节约了有色金属又降低电能损耗等。

一、 、 三相交流三相交流三相交流电电的产生三相交流电一般由三相发电机产生。

其原理可由图1-46说明。

发电机定子上有U1-U2、V1-V2、W1-W2三组绕组，每组绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构一样，对称地排放在定子铁芯内侧的线槽里。

在转子上有一对磁极的情况下，三相绕组在排放位置上互差120o 。

转子转动时U1-U2、V1-V2、W1-W2绕组中分别都产生同样的正弦感应电动势。

但当N极正对哪一相绕组时，该相感应电动势取得最大值。

显然，V相比U相滞后120o ，W相比V相滞后120o ，U相比W滞后120o 。

三相电动势随时间变化的曲线如图1-47所示。

这种大小相等、频率相同、但在相位上互差120o 的电动势称为对称三相电动势。

同样，最大值相等、频率相同、相位相差120o 的三相电压和电流分别称为对称三相电压和对称三相电流。

图1-46 三相交流电发电机示意图图1-47 三相交流电波形三相交流电动势在时间上出现最大值的先后次序称为相序。

相序一般分为正相序、负相序、零相序。

最大值按U—V—W—U顺序循环出现的为正相序。

最大值按U—W—V—U顺序循环出现的为负相序。

如令三个相电压的参考极性都是起始端U1、V1、W1为正，尾端U2、V2、W2为负，又令U1—U2绕组中的电动势e u ，为参考正弦量，那么，三个相电压的函数表达式为：图1-48 三相交流电势相量图对称三相交流电动势的相量图，如图2-48所示。

二、三相三相电电源的接法源的接法 在生产中，三相交流发电机的三个绕组都是按一定规律连接起来向负载供电的。

通常有两种接法；一种是星形（Y）连接；另一种是三角形（△）连接。

（一） ） 星形星形星形连连接图1-49 三相交流电源的连接将电源三相绕组的末端U 2、V 2、W 2连接在一起，成为一个公共点（中性点），而由三个首端U 1、V 1、W 1分别引出三条导线向外供电的连接形式，称为星形（Y）连接。

第四章三相交流电路三、习题详解4-2已知对称三相电源中，相电压的瞬时值时，试写出其它各相电压的瞬时值表达式，相量表达式，并绘出相量图。

解其它两相电压的瞬时值表达式相量表达式相量图略。

4-3有⼀三相对称负载，其每相的电阻，感抗。

如果将负载连成星形接于线电压的三相电源上，试求相电压，相电流及线电流。

解对于星形联接负载相电压设，则相电流线电流根据对称关系4-4已知星形联接的对称三相负载每相复阻抗为，对称三相电源的线电压为。

求负载相电压，并画出电压、电流的相量图。

若在此负载情况下，装有中线，中性线的复阻抗为，求这时的负载相电流⼜是多少？解因为负载对称，只需计算⼀相即可，现以U相为例设电源相电压。

负载相电压等于电源相电压，且相电压对称。

U相电流68因为电压、电流都是对称的，所以其它两相的电压、电流分别为：在此对称三相负载情况下，装有中线。

不管中线的复阻抗为多少，中线中的电流总为0。

4-5某对称三相电路，负载作三⻆形联接，每相负载阻抗为，若把它接到线电压为的三相电源上，求各负载相电流及线电流。

解设则根据对称性可直接写出其余两相电流。

各线电流为4-6某住宅楼有户居⺠，设计每户最⼤⽤电功率，功率因数，额定电压，采⽤三相电源供电，线电压。

试将⽤户均匀分配组成对称三相负载，画出供电线路；计算线路总电流，每相负载阻抗、电阻及电抗，以及三相变压器总容量（视在功率）。

解将30户均匀分配在三个相上，每相10户（并联），组成星形接法三相四线制线路，如图4—6所示。

设每相总功率，,线电压380V。

则相电压为220V，符合⽤户额定电压。

每相总电流即为线路总电流，即每相总阻抗为三相总视在功率即为供电变压器容量，即图4-5题4-6图69可选⽤⼀台100KVA的三相变压器供电。

4-7已知三相四线制电路，电源线电压。

三个电阻性负载联成星形，其电阻为。

（1）试求负载相电压、相电流及中性线电流，并作出它们的相量图；（2）如⽆中性线，求负载相电压及中性点电压；（3）如⽆中性线，当相短路时求各相电压和电流，并作出它们的相量图；（4）如⽆中性线，当相断路时求另外两相的电压和电流；（5）在（3），（4）中如有中性线，则⼜如何？解（1）设电源相电压因为有中线，负载相电压对称，等于电源相电压。

第五部份 三相交流电路一、学习目标与要求1．了解三相交流电的产生，理解对称三相电源的特点；2．掌握三相电源、三相负载的星形和三角形联结方法及相电压、相电流、线电压、线电流的关系，了解中性线的作用；3．熟悉三相对称电路的计算特点；4．熟悉几种典型三相不对称电路的计算；5．掌握对称三相电路功率的计算方法。

二、本章重点内容1．三相交流电路：由三个频率相同、最大值（或有效值）相等，在相位上互差1200电角的单相交流电动势组成的电路，这三个电动势称为三相对称电动势。

2．三相电源的输电方式：三相四线制（由三根火线和一根地线组成）通常在低压配电系统中采用；由三根火线所组成的输电方式称三相三线制。

3．三相电源星形联结时的电压关系：线电压是相电压的3倍，即 P L 3U U =4．三相电源三角形联结时的电压关系：线电压的大小与相电压的大小相等，即P L U U =5．三相负载星形联结时，无论有无中性线电压关系均为：P L 3U U = 若三相负载对称，则W V U L I I I I ===，有中性线时，中性线上流过的电流为 W V U N I I I I ++=若三相负载对称，则中性线上流过的电流为零。

若三相负载不对称，则中性线上有电流流过，此时中性线不能省略，决不能断开。

因此中性线上不能安装开关、熔断器。

6．三相负载三角形联结时，若三相负载对称，则电压、电流关系为： P L U U =P L 3I I =7．三相对称电路的计算，只需取其中的一相，按单相电路进行计算即可。

8．三相不对称电路的计算，根据负载不同的连接方式，对几种典型不对称其电路特点进行分析，找出其特点，然后分别进行计算。

9．三相电路的功率分为有功功率、无功功率和视在功率，有功功率为ϕcos P P P I U P = ϕϕϕcos cos cos 3P 3P 2P 2P P 11P 321I U I U I U P P P P ++=++=若三相电路对称，则 ϕcos 33P P P I U P P ==ϕcos 3L L I U P =无功功率为ϕsin 3L L I U Q =视在功率为 22L L 3Q P I U S +==如果三相负载不对称，三相的总功率等于分别计算的三个单相功率之和。

第五章三相交流电路引言：三相交流电和单相交流电相比具有以下主要优点：1 ．三相电机比单相电机设备利用率高，工作性能优良；2 ．三相电比单相电用途更加广泛；3 ．三相电在传输分配方面更加优越且节省材料。

由于上述原因，所以三相电得到了广泛的应用。

生活中的单相电常常是三相电中的一相。

第一节对称三相交流电源学习目标： 1. 熟悉三相交流电源、三相四线制、三相三线制电路的基本概念2 ．掌握三相交流电源的星形联结和三角形联结的特点重点：三相交流电源的星形联结和三角形联结的特点难点：三相交流电源的三角形联结的特点一、三相电动势图 5-1 图 5-21 ．单相电动势的产生：如图 5-1 所示，在两磁极中间，放一个线圈（绕组）。

让线圈以w 的速度顺时针旋转。

根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由U 1 ® U 2 。

合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势为2 ．三单相电动势的产生：如图 5-2 所示，若定子中放三个线圈 ( 绕组 ) ：U 1 ® U 2 ，V 1 ® V 2 ，W 1 ® W 2 ，由首端（起始端、相头）指向末端（相尾），三线圈空间位置各差120 o ，转子装有磁极并以w 的速度旋转，则在三个线圈中便产生三个单相电动势。

二、三相对称电源图 5-3 1 ．供给三相电动势的电源称为三相电源，三个最大值相等，角频率相同而初相位互差时的三相电源则称为对称三相电源。

如图 5-3 所示，他们的参考方向是始端为正极性，末端为负极性。

2 ．三相电源的表示式3 ．相量表示式及相量图、波形图，如图 5-4 、 5-5 所示图 5-5图 5-44 ．三相电源的特征：大小相等，频率相同，相位互差120º 。

对称三相电源的三个相电压瞬时值之和为零，即5 ．相序：对称三相电压到达正（负）最大值的先后次序，U → V → W → U 为顺序，U → W → V → U 为逆序。

第六章三相交流电路一．填空题。

1.由三根线和一根线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。

三相电动势到达最大值的先后次序称为。

2.三相四线制供电系统可输出两种电压供用户选择，即电压和电压。

这两种电压的数值关系是，相位关系是。

3.对称三相交流电动势的特征是：各相电动势的最大值;频率；彼此间的相位互差。

4.对称三相电动势的瞬时表达式为：eu=Emsinωt；ev= ；ew= 。

5.三相四线制电网中，线电压是指和之间的电压，相电压是指和之间的电压。

6.三相电路中的相电流是流过的电流，线电流是流过的电流。

7.三相对称负载星型连接，接上三相电源后，各相负载两端的电压等于电源的，线电流与相电流。

8. .三相对称负载三角形连接，接上三相电源后，各相负载两端的电压等于电源的，线电流数值上等于相电流，相位上于对应相电流。

9.下图所示电路中各负载的连接方法：a为；b为；c为；d为。

10.三相负载接在三相电路中，若各相负载的额定电压等于电源的线电源的线电压，负载应做连接；若各相负载的额定电压等于电源线电压1/3倍时，负载应做连接。

11.三相对称负载在对称三相电源上，作三角形连接时的线电流是作星形连接时的倍。

12.三相对称负载其阻抗ZU=ZV=ZW=44Ω，按右图所示电路连接后，接到线电压为380v的三相电源上，则各电表的读书分别为A1= ,A2= ,V1= ,V2= 。

13.对称三相负载不论作星形连接，还是作三角形连接，其总有功功率均为P= ，无功功率Q= ，视在功率S= 。

14.不对称星形负载的三相电路，必须采用供电，中线不许安装和。

15.某三相电器的铭牌上写有220/380---△/Y，这表示在下接成，在下接成，两种情况下的轻功率有的关系。

16.在电源电压一定的情况下，对于相同功率的负载，功率因数越低，电流越，供电线上的电压降和功率损耗也越。

17.某对称三相负载，每相负载的额定电压为220V，当三相电源的线电压为380V时，负载应作连接；当三相电源线电压为220V时，负载应作连接。

第五章 三相电路§5—1 对称三相交流电源一、填空题1．三个电动势的＿＿＿相等，＿＿＿相同，＿＿＿互差120°，就称为对称三相电动势。

2．对称三相正弦量（包括对称三相电动势，对称三相电压、对称三相电流）的瞬时值之和等于＿＿＿。

3．三相电压到达振幅值（或零值）的先后次序称为＿＿＿。

4．三相电压的相序为U-V-W 的称为＿＿＿相序，工程上通用的相序指＿＿＿相序。

5．对称三相电源，设V 相的相电压UV =220 90V ，则U 相电压U U =＿＿＿,W 相电压U W =＿＿＿。

6．对称三相电源，设U 相电压为U U =2202sin314tV,则V 相电压电压为U V =＿＿＿，W 相电压为U W =＿＿＿。

7．三相电路中，对称三相电源一般联结成星形或＿＿＿两种特定的方式。

8．三相四线制供电系统中可以获得两种电压，即＿＿＿和＿＿＿。

9．三相电源端线间的电压叫＿＿＿，电源每相绕组两端的电压称为电源的＿＿＿。

10．在三相电源中，流过端线的电流称为＿＿＿，流过电源每相的电流称为＿＿＿。

11．流过三相发电机每相绕组内的电流叫电源的＿＿＿电流，它的参考方向为自绕组的相尾指向绕组的＿＿＿。

12．对称三相电源为星形联结，端线与中性线之间的电压叫＿＿＿。

13．对称三相电源为星形联结，线电压UUV 与相电压U U 之间的关系表达式为＿＿＿。

14．对称三相电源为三角形联结，线电流I U 与相电流I UV 之间的关系表达式为＿＿＿。

15．有一台三相发电机，其三相绕组接成星形时，测得各线电压均为380V ，则当其改接成三角形时，各线电压的值为＿＿＿。

16．在图5-1中，UU =220∠0°V ，U V =220∠-120°V ，U W =220∠120°V ，则各电压表读数为V 1=＿＿＿，V 2=＿＿＿，V 3=＿＿＿，V 4=＿＿＿。

-UU VU WU -UU VU WU d)图5-117．对称三相电源星形联结，若线电压UV u =3802sin(ωt+ 30)V ，则线电压U VW =＿＿＿，U WU =＿＿＿；相电压U U =＿＿＿，U V =＿＿＿，U W =＿＿＿，UU =＿＿＿，U V =＿＿＿，U W =＿＿＿。

第六章 三相交流电路§6-1 三相交流电源一、填空题1．三相交流电源是三个大小相等、频率相同而相位互差120°的单相交流电源按一定方式的组合。

2．由三根相线和一根中性线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。

三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。

3．三相四线制供电系统可输出两种电压供用户选择，即线电压和相电压。

这两种电压的数值关系是U 线超前U 相30°。

4．如果对称三相交流电源的U 相电动势e u =E m sin (314t+π6)V ，那么其余两相电动势分别为ev= E m sin (314t-90°)V ，ew =E m sin (314t+150°) V 。

二、判断题1．一个三相四线制供电线路中，若相电压为220 V ，则电路线电压为311 V 。

( × )2．三相负载越接近对称，中线电流就越小。

( √ )3．两根相线之间的电压叫相电压。

( × )4．三相交流电源是由频率、有效值、相位都相同的三个单个交流电源按一定方式组合起来的。

( × )三、选择题1．某三相对称电源电压为380 V ，则其线电压的最大值为( A )V 。

A ．380 2B ．380 3 c ．380 6 D ．380232．已知在对称三相电压中，V 相电压为u v =220 2 sin(314t+π)V ，则U 相和W 相电压为(B )V 。

A. U u =220 2 sin (314t+π3) u w =220 2 sin (314t-π3) B ．u u =220 2 sin (314t-π3) u w =220 2 sin (314t+π3) C.u u =220 2 sin (314t+2π3) uw=220 2 sin (314t-2π3) 3．三相交流电相序U-V-W-U 属( A )。

A ．正序B ．负序C ．零序4．在如图6-1所示三相四线制电源中，用电压表测量电源线的电压以确定零线，测量结果U 12=380 V ，U 23 =220 V ，则( B )。