三相交流电路_教学课件解析

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电工基础课程教学课件《第五章三相正弦交流电路》

相量法的应用范围广泛，适用于各种复杂的三相交流电路分析。
功率因数的提高
功率因数是指电力系统中电感性负载的功率因数，反映了电力设
备的效率利用情况。
提高功率因数的方法包括采用移相电容、同步电机、变压器等设备，以及合理配置负载等措施。
提高功率因数可以减少无功功率的损耗，提高电力系统的效率，同时也可以减少对电网的污染。
波形
三相交流电的波形通常为正弦波。
三相交流电的应用
01
02
03
电力系统
三相交流电在电力系统中广泛应用，用于传输电能。通过变压器和配电系统，将电能分配给用户。
工业领域
在工业领域中，三相交流电机被广泛使用，如电动机和发电机等，用于驱动各种生产设备。
家电设备
部分家电设备也使用三相交流电，如空调、冰箱等大型家电，以及部分照明设备。
三相短路的分析
三相短路是指三相交流电源中的一相或多相短路故障，是一种常见的电力故障。
三相短路的分析方法包括短路电流的计算、短路冲击电流的计算、短路电动力效应的分析等。
三相短路的分析对于保障电力系统的安全运行具有重要的意义，是电力系统故障诊断和预防的重要手段之一。
感谢您的观看
THANKS
02
三相电源的连接方式
星形连接
定义
星形连接是指将三相电源的三个绕组末端连接在一起，形成一个中性点，而每个绕组的始端分别
接入电路的方式。
特点
星形连接具有结构简单、制造和安装维护方便等优点。同时，由于中性点是对称的，所以三相电压是对称的，可以减小中性线电
流，提高输电效率。
应用场景
星形连接适用于负载不对称的情况，如家庭用电系统、工厂供电

电路课件三相交流电路

无功功率
表示电路与电源之间交换的功率，计算公式为 Q=UIsinφ。
视在功率
表示电路的总功率，计算公式为S=UI。
03 三相交流电路的负载
星形连接的负载
总结词
星形连接是一种常见的三相交流电路的负载连接方式，具有对称性和平衡性。
详细描述
星形连接的负载将三个单相负载（如灯泡、加热器等）的一端连接在一起，另一端分别接到三相电源的三个相线上。由于三个单相负载的阻抗和电流不同，它们各自分配到的电压和电流也不同，但整体上保持对称和平衡。
稳定性பைடு நூலகம்
三相交流电的频率恒定，一般为50Hz 或60Hz，保证了电力系统的稳定运行。
三相交流电的应用
工业用电
三相交流电广泛应用于工业生产中，如电动机控制、加热设备等
。
家庭用电
家庭中的单相用电主要源自三相交流电的分配，如照明、家电等。
电力系统
三相交流电是现代电力系统的基础，保障了整个电力网络的稳定运行。
04 三相交流电路的变压器
变压器的结构与工作原理
变压器的基本结构
变压器由两个或多个绕组构成，一个为初级绕组，另一个为次级绕组，它们被一个共同的铁芯所
环绕。
工作原理
变压器通过电磁感应原理，将初级绕组中的电能传递到次级绕组
中，实现电压和电流的变换。
变压器的种类
变压器有多种类型，如电力变压器、音频变压器、中频变压器等
线圈和磁铁
发电机内部有若干线圈和磁铁，当线圈旋转时，磁通量发生变化，从而产生三相交流电。
相位差
三相交流电的相位互差 120度，确保了三相交流电的平衡和稳定性。
三相交流电的特点
平衡性

三相电路三相电路(PPT课件)

线电压：端线与端线间的电压
对称Y形电路中电流和电压的关系
A
U AN
IA
A'
ZA
U CA
ZB
U C
30°
U B
30°
30°
U AB
U CN
IN
N'
C
N U BN
B
IC
C'
ZC
B'
IB
U A
① 线电流等于相电流： I l I P ② 线电压与相电压关系：
U AB U A U B 3U A 30 U BC U B U C 3U B 30 U U 3U 30 U CA C A C
0
' 0 U NN
所以N、N’之间可用假想短路线连接。
取出一相计算，再利用对称性推算其它两相。
2. 对称三相电路计算步骤：
① 将电路等效变换为Y-Y结构
②中性点N、N’之间用假想短路线连接
③取出一相计算
④根据对称关系推算其它两相
例：对称三相电路如图。
U A 2200 V
Z (3 j4)
BC' . C' IC . . IB IB
N'
N' B'
B'
三相四线制
三相三线制
12．2
1. 星形联接
线量与相量的关系
公共点N：零点、中点中线：中点引出的线（地线）端线：始端引出的线（火线）相电压：端线与中线间的电压 U AN , U BN , U CN 简写为：
U A, U B , U C U AB, U BC , U CA
值相同、相位相差120

三相交流电电路分析PPT课件

第17页/共44页
U AN U p0V
Z Z
UBN U p 120
UCN U p120 IN IAN IBN ICN 0
IA
IAN
U AN Z
U P0
Z
Up Z
IB
IBN
Up Z
120
IC
ICN
Up Z
120
第18页/共44页
结论：三相电源对称，负载对称且Y形连接，则三个线电流也是对称的。中线电流为0
B
•
•
Z
C
C
星形接法
三角形接法
第13页/共44页
4.2.1 三相对称负载星i形A 接法及计算
uA AN N
i Z AN
uCN C
uBN B
iZ
C
i Z
BN
iB iCN
相电流(负载上的电流)：
IAN 、IBN、ICN
线电流(火线上的电流)：
IA 、IB 、IC
第14页/共44页
一、星形接法特点
iA
N
eB
uBN B uCN C
U AN U P0 U BN U P 120 U CN U P120
U CN
120
120
120
U BN
U AN
UP代表电源相电压的有效值
三个相电压是对称的
第8页/共44页
线电压：火线间的电压。
A
u AB uBC uCA
u AN uAB
uCN
N
uBN
B C
uBC uCA
C
第6页/共44页
e eC A
ZX
ec Y
eB
A （火线）

三相交流电路课件

三角形连接
详细描述：三角形连接具有以下特点
总结词：三角形连接是将三相负载的各相依次相连，形
成闭合三角形回路。
01
02
03
每一相负载与其他两相负载相连，形成完整的回路；
三角形连接适用于不平衡负载，如三相电炉等；
04
05
在平衡负载情况下，各相电流相等，且相位差为120度。
两种连接方式的比较
线电流
线电流是指流过每相线的电流。在三相四线制中，线电流是相电流的√3倍，且相位差为120°。
电流平衡
在理想的三相交流电路中，三相电流的大小相等，相位差为120°。
电压和电流的关系
相位差
在三相交流电路中，电压和电流之间存在一定的相位差。相位差的大小和方向取决于电路的参数
和负载的性质。
在三角形连接中，任意一相的电压有效值是线电压，线电压是相电压的根号3倍。
两种连接方式的比较
星形连接和三角形连接各有优缺点，选择哪种方式要根据实际情
况而定。
在星形连接中，中性点电流较小，对中性线的依赖较小；在三角形连接中，线电压等于相电压，线
路损耗和电压降落较小。
在实际应用中，可以根据负载的性质和要求选择合适的连接方式。
03
三相负载的连接方式
星形连接
总结词：星形连接是一种常见的三相负载连接方式，其中三相电源的每一相都与负载的一端相连，而负载的另一端则通过中性线连接在一起。每一相负载独立于其他相，电流通过中性线形成回路；
星形连接适用于平衡负载，如三相电动机等；
详细描述：星形连接具有以下特点中性线的电流等于三相电流的矢量和，通常为零；在不平衡负载情况下，中性线可能会产生较大的电流。

三相交流电路_教学课件

为三相负载的三角形接法。每相负载两端的电压都是电源的线
电压，每项负载中流过的电流为相电流，流过端线上的电流为
线电流。
各相电流的有效值为：IUV U UV ， IVW U VW ， IW UU WU
ZUV
ZVW
ZWU
由基尔霍夫定律可确定线电流和相电流的关系
•
•
•
U←
•
IU
I U I UV - I WU
PPT学习交流
6
三相电源的星形连接
中点或零点
将发电机三个定子绕组的末端连在一起引出的一根导线称为中性线N（中性线接地时称为零线）；三个绕组的始端U1，V1，W1分别引出的三根导线称为端线（相线或火线）。
U1
UU
UUV
L1 火线
线电压
N W1
相电压
UV
UWVN 中线或零线
V1
UW UVW
L2 火线
L3 火线
三相四线制
PPT学习交流
7
三相电源的星形连接
由三根端线和一根中线组成的供电方式称为三相四线制，只有三根端线组成的供电方式称为三相三线制。
电源每相绕组两段的电压，即端线与中线之间的电压
称为电源相电压。参考方向规定为从绕组始端指向末端，分别用UU,UV,UW表示，其有效值用UP表示。
汽车电工电子技术基础
汽车电工电子技术基础
PPT学习交流
1
PPT学习交流
2
三相正弦交流电路
生活用电
单向交流电
常见的两种电
生产用电
三相交流电
灯泡
计算机电冰箱电梯
机床
起重机
三相正弦交流电路
主要内容一、三相交流电源的星形连接（重点）二、三相负载的连接（重点）三、三相交流电路的功率（了解）四、安全用电（了解）

电工学-第四章(三相交流电)PPT课件

.
46
影响触电危险程度的因素
3. 电流作用时间电流对人体伤害同作用时间密切相关。可
以用电流与时间乘积（又称电击强度）来表示电流对人体的危害。触电保护器的一个主要指表就是额定断开时间与电流乘积〈30mAs。实际产品可以达到3mAs，故可有效地防止触电事故。
.
47
影响触电危险程度的因素
.
13
§4－2 三相负载的连接方式
三相负载——接在三相电源上的负载。
对称三相负载——各相负载相同的三相负载，如三相电动机、
大功率三相电路等。
不对称三相负载——各相负载不同，如三相照明电路中的负载。 L1 L2 L3 N
Z3
Z2
Z1
M
3～
.
Байду номын сангаас
14
三相负载也有两种接法:
L1
L1
Z
N L2
Z
Z
L2
L3
L3
4. 电流途经
如果电流不经人体脑、心、肺等重要部位，除了电击强度较大时可能造成内部烧伤外，一般不会危及生命。但如果电流流经上述部位，就会造成严重后果。这是由于电击会使神经系统麻痹而造成心脏停跳，呼吸停止。例如，电流从一只手到另一只手，或由手流到脚，就是这种情况。
.
48
影响触电危险程度的因素
拖动作匀速转动。定子三相绕组切割转子磁场而感应出三相交流电动势。
L1 • L2' •
S
• L3'
2. 三相交流电动势的特点 L3
幅值相等频率相同相位差 = 120
.
N
L1'
L2
4
三相对称电动势的表达式

三相交流电路(课件)

S
3 灯座
4 灯泡
D
5 开关
S
6 三相异步电动机
数量
备注
电工基础(第4版）
画一画
实践操作
（1）实验板如图6.12所示，①你应如何连接才能将灯泡负载接入线电压为380V的三相电源上（每相2盏灯）？②你应如何连接才能将灯泡负载接入线电压为220V的三相电源上（每相2盏灯）？
电工基础(第4版）
实践操作
电工基础(第4版）
三相四线制供电系统可输送两种电压，即相电压和线电压。相电压是相线与中线之间的电压，分别用符号“UU、UV、UW”表示U、V、W 各相电压的有效值，通用符号用“UP”表示。线电压是指相线与相线之间的电压，分别用符号“UUV、UVW、 UWV”表示UV、VW、WV 之间的电压有效值，通用符号用“UL”表示。线电压与相电压之间的关系为
UYL=
UYP，IYL=
IYP。
将三相负载分别接到
，这种连
接方式称为三相负载的三角形连接法。三角形连接时，
U△L=
U△P，I△L=
I△P。
电工基础(第4版）
基础知识
知识链接2 三相异步电动机定子绕组接线图
电工基础(第4版）
实践操作
列一列元器件清单
序号
名称
符号
规格
1 三相调压器
T
2 三相闸刀开关
电工基础(第4版）
线电压UUV 与相电压UU 之间的数量关系为
线电压与相电压的相位关系为线电压超前相应的相电压30°。
电工基础(第4版）
6.2 三相负载的连接
◎知道三相对称负载星形、三角形接法的特点，说出线电压与相电压、线电流与相电流的关系。 ◎会计算三相对称交流电路。

三相电路详解ppt课件

A
Y ºI N ºS
C X
Z
w
B
A、B、C三端称为始端， X、Y、Z三端称为末端。
三个感应电压的关系
角频率，最大值相等相位互差120
对称三相电源
三相同步发电机示意图
3
1. 瞬时值表达式
A
B
C
+ uA
–
+ uB
–
+ uC
–
X
Y
Z
uA (t ) 2U sin(wt ) uB (t ) 2U sin(wt 120o )
cos1 =0.6(滞后)， Z2= –j50， ZN=1+ j2。
求：线电流、相电流，并定性画出相量图(以A相为例)。

_ UAN +

IA
A

I
''
A
N_ +

I
'
A
B
_+
C
解：设

U
AB

38030o
V
Z2
U AN 2200o V

IA

I
''
A
Z1 N' ZN
+

I
'
A
_ UAN
1
1
Z1 3 Z2 //(Z3 3 Z4 )
相电流

I A2
1 3
IA 230o.
+

UAN _
IA2 Z2/3
Z4/3
线电流
IA 2
,
I
可由分

三相整流电路ppt详解.

c
V3
L
ud
id
0 u
V1
R 0
uac t1
t2
t3
t4
uac
t
(d)
t
(e)
uab
图 2-4 三相半波可控整流电路大电感负载α=60° (a) 电路；(b) 输出电压；(c) 触发脉冲； (d) 输出电流； (e) 晶闸管上的电压
第15页，共87页。
由上分析可得：
（1）图2-4可看出晶闸管承受的最大正、反向电压均为线
为负值。大电感负载时，Ud的计算公式为 Ud=-1.17U2φcosα
(2-15) 式中负号表示电源零线是负载电压的正极端。
第23页，共87页。
三相半波可控整流电路只用三只晶闸管，接线简单，与单相电路比较，其输出电压脉动小、输出功率大、三相平衡。但是整流变压器次级绕组在一个周期内只有1/3时间流过电流变压器的利用率低。另外，变压器次级绕组中电流是单方向的，其直流分量在磁路中产生直流不平衡磁动势，会引起附加损耗；如不用变压器，则中线电流较大，同时交流侧的直流电流分量会造成电网的附加损耗。因此，这种电路多用于中等偏小容量的设备上。
(e) 晶闸管V -1上的电流； (f) 晶闸管V -1上的电压
第3页，共87页。
图2-1(b)是电源相电压波形，三相电压正半周交点是不用
控制时整流的自然换流点，也就是各相晶闸管能被触发导通的
最早时刻（1点离a相相电压ua的原点π/6），该点作为控制角α 的计算起点。当α=0°时（ωt1所处时刻），触发V1管，则V1管导通，负载上得到a相相电压。同理，隔120°电角（ωt2时刻）
电压峰值
6U
2
，这一点与电阻性负载时晶闸管承受

三相交流电路_教学课件.ppt

安全用电
学习情境1 三相交流电路
触电伤人的主要因素是电流，但电流值又决定于作用到人体上的电压和人体的阻值。
通常人体的电阻为800Ω至几万欧不等。一般规定36V以下的电压为安全电压，对人体安全不构成威胁。
安全用电
学习情境1 三相交流电路
常见的触电方式有单相触电和两相触电。
人体同时接触两根相线，形成两相触电，这是人体受380V的线电压作用，最为危险。
三相负载的三角形连接
学习情境1 三相交流电路
将三相负载分别接在三相电源的每两根相线之间的接法，称
为三相负载的三角形接法。每相负载两端的电压都是电源的线
电压，每项负载中流过的电流为相电流，流过端线上的电流为
线电流。
各相电流的有效值为：IUV UUV ，IVW UVW ，IWU UWU
ZUV
ZVW
学习情境1 三相交流电路
学习情境1 三相交流电路
学习情境1 三相交流电路
甲、乙、丙、丁四个人谁会触电呢？？？
学习情境1 三相交流电路
正弦交流电路讲完，请预习下一节磁路与铁心线圈路！
学习情境1 三相交流电路
三相交流电路可以视作三个单向交流电路的组合。三相交流电路的有功功率、无功功率、视在功率为各项电路的有功功率、无功功率、视在功率之和。无论三相负载是星形连接还是三角形连接，当三相负载对称时，电路总的有功功率、无功功率、视在功率均是每相负载有功功率、无功功率、视在功率的3倍。
三相交流电路
学习情境1 三相交流电路
概述：
目前电力工程上普遍采用三相制供电。
由三个幅值相等、频率相同（我们国家电网频率为50HZ)彼此之间相位互差120o的正弦电压所组成的供电系统。

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15
• 三相电动势和负载对称，各相电压和电流也都对称。只要某一相电压、电流求得，其他两相就可以根据对称关系直接写出；
• 各相电流仅由各相电压和各相阻抗决定。各相计算具有独立性。三相对称电路计算可归结为一相来计算。
7
活动2 三相电源的联接
1.星形联接把发电机三相绕组的末端 XYZ 接成 A、B、C作为与外电路相联接的端点。
这种联接方式称为电源的星形联结。
中点或零点
U A
A 火线 U AB
线电压
N 中线或零线
N
相电压
U B
U CA
B
U C
U BC
C
三相四线制
火线火线
2目020/前10/11，我国供电系统线电压 380V，相电压220V。 8
UB U 120
ZC
iB
N UC U120
ZB
•
三相交流
U C
B iC
UC • 电动机 IC
C
负载中电流:
(略线路阻抗)
IA
U A ZA IC
2020/10/11
IB U C
ZC
U B ZB
中性线中的电流为: •
IN IA IB IC IB
•
UA
•
若负载对称，即
IZNA
IZAB
IZBCIZC
角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。
另一类是只需接单相电源的负载，它们可
以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或
线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载，
但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对
称负载。如照明灯。
2020/10/11
13
1. Y 形联结
U A N
U B
A
iA
U A U0
iN
ZA
2020/10/11
2
任务1 三相电源与三相负载
活动1：三相交流电动势的产生
1.三相交流发电机主要组成部分：
电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面
有槽，放入三相电枢绕组。磁极（是转动的，亦称转子）
A
A BC
Y
S
Z
–
n
A X X YZ
单相绕组三相绕组
+
+
C
N
三相绕组的三相电动势
+ B
幅值相等, 频率相同, 彼
2020/10/11
6
4.正弦量的相序
Um
uA
uB
uC
0
2
–Um
三相交流电在相位上的先后次序称
为相序。
t 三相发电机中各绕组
电动势到达幅值（或零值）的先后次序。
上述的三相电源的相序为A→B→C。在电力
系统中一般用黄、绿、红区别A、B、C 三相。
• 顺序：相序为A→B→C 。
A→ 202•0/10逆/11序：相序为 C → B 。
2.相量形式 U A U 0o
U B U 120o
U C U 120o
2020/10/11
5
3.对称正弦量幅值相等, 频率相同, 相位互相差120°的正弦量。
u uA uB uC
•
UC 120°
120°
•
UA
120°
•
UB
三相电压相量图
对称正弦量特点为： U A U B U C 0 uA uB uC 0
三相交流电路
概述：
目前电力工程上普遍采用三相制供电。
由三个幅值相等、频率相同（我们国家电网频率为50HZ)彼此之间相位互差120o的正弦电压所组成的供电系统。
前面讲的交流电路，实际是三相电路的一相，因而称单相交流电路。
另一方面，三相电路也可看作按一定规律组成的复杂交流电路，因而前面讨论的交流电路的一般规律和计算方法，在此仍然适用。
0
•
UB
IA 对称负载相量图
对称负载可以去掉中线。
14
如果三相负载对称, 中线中无电流, 故可将中线除去, 而成为三相三线制系统。
但是如果三相负载不对称, 中线上就会有电流IN 通过, 此时中线是不能被除去的, 否则会造成负载上三相电压严重不对称, 使用电设备不能正常工作。
2020/10/11
压的相量和为零，即：
UU UV UW 0
• 如果将某一相绕组接反，三角形回路中的总电压为：
2020/10/11 U UU UV UW 2UW
UW
UU
UV UU
UV
U UW
12
活动3 三相负载的联接
交流电路中的用电设备，大体可分为两类：
一类是需要接在三相电源上才能正常工作
的叫做三相负载,如果每相负载的阻抗3; N •+ +
S N
•Z +•
B
4
由于电机结构的原因, 这三相绕组所发出的三相电动势幅值相等, 频率相同, 彼此之间相位相差120°。可将其表示为：
uA Um sint uB Um sin(t 120 )
uC Um sin(t 240 ) Um sin(t 120 )
2020/10/11
1
三相制供电比单相制供电优越
在发电方面：三相交流发电机比相同尺寸的单相交流发电机容量大。
在输电方面：如果以相同电压将相同大小的功率输送到相同距离，三相输电线比单相输电
线节省材料。在用电设备方面：三相交流电动机比单相电
动机结构简单、体积小、运行特性好等等。
因而三相制是目前世界各国的主要供电方式。
+
铁 2020/10/11
X
绕
此之间相位相差120°。 3
组
三相对称电动势的产生
e eU
eV
eW
0 2 5 7 4 3 5 11 2
6 3 2 3 6 6 3 23 6
A
0
X
2020/10/11
eA B +
uA
-
Y
eB
C +
uB
-
Z
t
eC
+
uC
-
A
•
Y +•
S
C+
N
+
X
U相
t V相
W相
S N
中点
或零点
U A
N
U B
相电
U C
压
A 火线
线电
U AB
压
N 中线或零线
U CA
B U BC
C
火线火线
根据KVL： U AB U A U B U BC U B U C U CA U C U A
2020/10/11
9
各线电压与相电压之间的关系为:
U AB U A U B U BC U B U C
10
2. Δ 形联结
发电机三相绕组依次首尾相联，引出三条线，称为三角形联结。
Ul Up
U AB U A U BC UB
UCA UC
2020/10/11
A B C
11
A
U1 V1 W1
B
C
U2
V2 W2
UUV UU UVW UV
对称
Ul U P
UWU UW
• 如果三相电源电动势对称，则三相电
U CA
•
UC
30o
U CA U C U A
U AB
30o •
UA
线电压的有效值用Ul 表示, 相电压的有效值用Up表示。
•
UB
30o
由相U A量UB l图可33知UUAp它3们0的o 关系为三:相电源各电压U间BC的相量关系
U BC 3UB30o UCA 3UC30o
2020/10/11