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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。
因此 ︐ 三相五线制地线在供电变压器侧和中性线接到一起 ︐ 但进入用户侧后不能当作零线使用 ︐ 否则发生混乱后就与三相四线制无异了︒必须注意︐通常的漏电保护开关或漏电保护器只适用于工频电源 ︐ 对其它电源︐ 如直流电源︑高频电源是不适用的 ︐ 千万不能乱用︒导线面积应通过计算确定（一般铜导线的安全载流量为 5 ~ 8 A / m m 2，铝导线的安全载流量为 3 ~ 5 A / m m2）1、线路由外电变压器低压输出及中性点接地引入到总配电房。
2、线路的黄、绿、红三相线接入到总配电箱的总隔离开关上。
隔离开关必须选用分断时有明显可见分断点的开关。
3、淡蓝色中性接地线接入到第一级漏电保护器上的接线端。
4、将中性接地线用导线引出到 P E 端子作为保护零线。
5、从第一级漏电保护器 “ N ” 出线端接引到工作零接线端。
6、从第一级总漏电保护器引出相线到多路分路隔离开关。
１、从总配电箱的分配电开关分别引出黄、绿、红（ Ａ、Ｂ、Ｃ ）三相线，淡蓝色工作零线从工作零接线端引出，黄绿双色 Ｐ Ｅ 保护零线从 Ｐ Ｅ 端子引出。
总配电箱门与箱体间必须采用编织软铜线可靠连接作保护接零。
五线之间架设的安全距离２、线路的黄、绿、红三相线接入到二级分配电箱的总隔离开关上，淡蓝色的 Ｎ 线接入到漏电保护器的Ｎ端上，通过漏保后接到工作零线端子板。
３、黄绿双色的 Ｐ Ｅ 线接入到保护零端子板 Ｐ Ｅ 板上 ４、从二级分配电箱的总隔离开关引出三相线到漏电保护器。
５、从漏电保护器接线端引出相线到分路隔离开关。
Ｐ Ｅ 线不能进入漏电保护器，因为线路末端漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。
6、黄、绿、红三相线分别从分配电箱的分路隔离开关引出,从 N 板接线端子引出淡蓝色的工作零线,从 P E 板接线端子引出黄绿双色保护零线。
分配电箱门与箱体间必须采用编织软铜线可靠连接作保护接零 按规定要求单相开关箱与三相开关箱应分开设置固定式末级开关箱的中心点与地面的垂直距离应为1 . 4 ~ 1 . 6 m移动式末级开关箱其中心与地面的垂直距离宜为 0 . 8 ~ 1 . 6 m。
三相电动机接线原理
三相电动机的接线原理是将电动机的三个电源相分别连接到三个电位相位不同的导线上，实现三相电流的流动。
具体的接线方式有如下几种：
1. 星形接线：将三个线圈的一个端子相连，形成一个星点，即"Y"型连接。
另外的三个端子分别连接到电源的三个相线上。
这种接线方式适用于较小功率的电动机。
2. 三角形接线：将三个线圈的一个端子相连，形成一个闭合的三角形。
另外的三个端子分别连接到电源的三个相线上。
这种接线方式适用于较大功率的电动机。
3. 变压器连接：在电动机的三个线圈之间增加变压器，使得电压在不同的相之间不同，从而实现相位不同的三相电流流动。
这种接线方式适用于需要调整电压以及控制电动机转速的情况。
通过不同的接线方式，三相电动机可以实现不同的运行效果和功率输出。
在实际应用中，根据电动机的具体需求和功率要求，选择合适的接线方式非常重要。
西安工程技术（技师）学院
陕西省明德职业中等专业学校
理论课教案
2009至2010学年第二学期第4周授课班级：09机电1-4班
课程名称电工电子技术
课
次
内容名称审批签字
11
三相交流电路的基本概念
三相电源和负载的联接年月日
授课方法讲授授课时数2节教
学
目的和要求1、使学生掌握三相交流电的产生及三相电源的联接特点；
2、使学生了解三相四线制中线的作用；
3、使学生掌握三相负载星形联接和三角形的电路特点与分析方法；
教学
重点
三相电源的联接、三相负载的联接特点
教学
难点
三相负载的星形联接和三角形联接的特点
复习提问正弦交流电的表示方法
课外
作业
题号
P92 3.3 3.5 3.6
教学过程
任课教师：景永新
三 相 交 流 电 路
一、三相交流电路的基本概念：
1、教学引入：
① 三相交流发电机比单相发电机体积小、成本低； ② 同样条件输送同样功率，尤其远距离送电，三相输电比单相输电节省约25%线材； ③ 三相交流电动机的结构更简单、使用和维修方便，性能好、运行平稳； 2、特点：
① 三相交流电路由三个独立的单相交流电路以一定的联接方式组成； ② 三相发电机感生的三个对称交流电动势同时作用于电路；
③ 每个电动势的大小相等(Em 相同)，频率(ω、T 、f)相同，初相不同，相位差120°
④ 每个电动势的正方向：由绕组的末端指向始端，即如果i 从始端流出则i 为正；
二、三相交流电动势的表示方法：
1、解析式：以e A 为参考量：（相序：到达最大值的先后顺序。
正序——ABC —黄绿红）
e A = Em sin ωt e B = Em sin(ωt – 120°) e C = Em sin(ωt + 120°)
2、波形图：P77 图3.2
3、相量图： 0∠=E E A
120-∠=E E B
120∠=E E C
三、三相电源的联接：
1、三相电源的星形连接：三相四线制，一般用于低压供电系统。
① 联接图：P78 图3.3
N — 中性点或零点（三个线圈末端连接点） 中线 — 由中性点N 引出的导线，也称零线；
相线 — 由三相绕组首端引出的三根导线，俗称火线； ② 相电压：相线与中线间的电压。
正方向：相线指向中线（绕组始端指向末端） 有效值：U P = U A = U B = U C
相互对称：
∠=P A
U U
， 120-∠=P B U U ， 120∠=P
C U U ③ 线电压：任两根相线间的电压。
双下标表示方向。
有效值：U L = U AB = U BC = U CA 相互对称 ④ 相电压与线电压的关系：
根据相量图：B A AB U U U -= ⇒ U AB = 2U P cos30°= 3Up, AB U 超前A
U 30°
2、三相电源的三角形连接：很少采用
四、三相负载的联接：采用的联接方式取决于三相电源的电压值和每相负载的额定电压：
1、三相负载的类型：
① 三相对称负载：每相负载的总阻抗相同，如三相电动机、三相变压器； ② 三相不对称负载：如照明线路的三相负载；
2、三相负载的星形联接：将三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线间的联接方法； 联接图见P81 图3.8， 适用于单相负载的额定电压 = 三相电源相电压U P 时 ；
① 忽略输电线电阻，各相负载电压U = U P =
3
L
U
② 相电流：流过负载的电流。
I P =
Z
U
P
(三相对称负载各相i 的I P 都相等，相位互差1200)
线电流：流过相线的电流。
i L = i P ,I L = I P
③ 各相电流：三相交流电路由三个独立电路组成，各电路的I P 、U P 都符合欧姆定律：
A
A A Z U I = ，B
B B Z U I = ，C
C C Z U I = (三相对称负载各相i 的I P 都相等，ф =1200
)
④ 中线电流：C B A N I I I I ++= （KCL 方程） 三相对称负载： C B A N I I I I ++==0，中线可不接，变成三相三线制。
如三相电动机；
三相不对称负载： C B A N I I I I ++=≠0，中线必须接.
例：P83 例3.1
3、三相负载的三角形联接：将三相负载分别在接在三相电源的两根相线之间的联接方法。
联接图见P83 图3.11。
适用于单相负载的额定电压 = 三相电源线电压U L 时；
① 各相负载电压：U = U L ，不管负载对称与否，各相电压都是对称的；
② 各相负载电流：AB
AB
AB Z U I = ，BC
BC BC Z U I = ，CA
CA CA Z U I =
I P =
Z
U L
（对称三相负载各相I P 相等，ф =1200）
③ 相线上的线电流：根据KCL 方程 ⇒ CA AB A I I I -= ，AB BC B I I I -= ，BC CA C I I I -= 用相量图的三角形法则计算 ⇒
30
3-∠=AB A I I ， 303-∠=BC B I I ， 303-∠=CA C I I
即：I P = 3I L ，Фp – фL = -30°
例：P84 例3.2
五、课堂小结：
1. 掌握三相交流电的产生及三相电源的联接特点；
2. 了解三相四线制中线的作用；
3. 掌握三相负载星形联接和三角形的电路特点与分析方法；。
