电工技术--第五章三相交流电路
第五章三相交流电路
一、内容提要
三相电路在工农业生产上广泛应用。而发电机和输配电一般都采用三相制；在用电方面最主要的负载是交流电动机，而交流电动机多数是三相的。所以本章重点讨论三相制电源的线电压和相电压、线电流与相电流的关系，对称三相负载的连接和取用的功率问题。
二、基本要求
1、三相对称电路中相电压（电流）与线电压（电流）之间的关系以及不对称电路的概念；
2、三相负载的基本连接方法；星形接法和三角接法；
3、掌握三相电路的分析与计算方法
4、了解三相电功率的计算及测量；
5、掌握安全用电技术。
三、学习指导
由三相电源供电的电路叫三相电路，三相电源可以接成星形，也可以接成三角形。接星形有中线时可以向外提供两种电压，即线电压l
U 和相
电压p
U 且l
U =
p
3U ，而三角形接法时仅能向外提供
一种电压，且p
U U
l
=。
1. 三相对称交流电压
幅值相等，频率相同，彼此的相位差为0
120，这种电压称为三相对称交流电压。即
t
U u
ωsin m 1
=，
)120sin()3
2sin(0m m 2-=-
=t U t U u ωπ
ω
)
120sin()3
4sin(0m m 3+=-=t U t U u ωπ
ω
其相量表示式为：
V
001∠=•
U U ，
V
)2
3
21(V 12002j U U U --=-∠=•
V )2
3
21(V 12003
j U U U
+-
=∠=•
三相交流电的瞬时值或相量之和为零，即
0,03
2
1
3
2
1
=++=++=•
•
•
U U U u u u u
2.三相电源的连接方式
1）Y 型连接法（如图5-1所示）
图5-1电压源Y 型连接及相量图
线电压：两火线之间的电压，有效值用
31
,2312,U U U 或CA
BC AB
,,U U U
，通式l
U 表示。
相电压：火线与中线之间的电压，有效值用
3
21,,U U U 或C
B A
,,U U U
，通式P
U 表示。有些参考书也用
CN
BN AN ,,U U U 来表示。
线电压与相电压之间的关系为：
12112303∠=-=•
•
•
•
U U U U
或 0
AN BN AN AB 303∠=-=•
•
•
•
U U U U 同
理
23223303∠=-=•
•
•
•
U U U U
或 0
BN CN BN BC 303∠=-=••
•
•
U U U U ，
31331303∠=-=•
•
•
•
U U U U
或
CN AN CN CA 303∠=-=•
•
•
•
U U U U
总之，对称三相电源Y 型连接时，P
3U U
l
=，
每相线电压都超前各自相电压0
30。
2）△型接法（如图5-2所示）
线电压与相电压之间的关系为：P
U U
l
=
注意：对称三相电压源接成三角形时，须注意正确接线，以保证在没有输出的情况下。电源内部没有环流，避免造成重大事故。
图5-2电源△型接法
3.三相负载的接法
三相负载的接法，也有星形连接和三角形连接两种。
1）Y 型连接
当负载星形连接时，线电压与相电压之间的关系为：P
3U U
l
=，每相线电压都超前各自相电压
30。并且P
I I
l
=
2）△型接法
当负载△型连接时，线电压与相电压之间的关系为：P
U U
l
=，如果负载对称时，每相线电流都
滞后各自相电流0
30。并且P
3I I
l
=
对于三相四线制的供电系统，当三相负载的
额定相电压等于电源的相电压时，负载需星形连接，当三相负载的额定相电压等于电源的线电压时，负载需三角形连接。
4.求解三相交流电路的方法
求解三相交流电路的方法与单相交流电路相同，即可用相量图法，也可用复数法。但无论采用哪种方法，最好在运算过程中能及时画出有关电压、电流的相量图，尤其在一开始就画出三相电压的相量图是非常重要且必要的。因为在求各相电流时，总是要以相应得相电压为计算依据。只要把相量图当成一个工具，就可以做到概念清晰，避免可能发生的疏忽和错误。画电压相量图时，必须考虑三相电压的相序。（注意：在没有特殊说明时，指的是正相序，即1-2-3-1，或A-B-C-A）。
5.中线的作用
由单相负载连接成星形的三相电路，一般是不对称的，如果将其接于没有中线的三相三线制电源，负载的相电压就不对称。这势必引起有的电压过高，高于负载的额定电压；有的相电压过低，低于负载的额定电压，因而不保证三相负载的正常运行，所以，必须设法保证负载的三相电
