三相正弦交流电

• 2、三相交流电源是三个单相电源按一定方式进行的 • 3、三相四线制中的火线指的是什么？
中线指的是什么？
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
两种连接法相电流之比为 两种连接法线电流之比为
IYP / I P =1/√3 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（线电压 ），有效值为（380v）；任意一根 相线与中线之间的 电压叫做（ 相电压 ），有效值为 （ 220v ）。 组合，这三个单相交流电源的（ 频率相同 ）、 （最大值相同 ）、（ 相位彼此相隔2π/3 ）。
• 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
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。Ｙ形接法的相量图如图10-3所示。
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 3 倍，即

Y
•
Z
eA Em sin t
定 子
• C
eB Em sin t 120
+ -
S 转子

B

•
N X
eC Em sin t 120
特征：三相对称电动势－－ 最大值相等，频率相同，相位互差120º 。
A Y
• •
S
N
eA
•
Z
eB
eC
Em
C
X
B
相序：
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
I P
（3）线电流
U P Z
I L 3 I P
各线电流的相位比相应的相电流滞后30。
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。 UL 220 V 解：1）在对称 Y 负载中，相电压 U YP 3 U YP 220 相电流(即线电流)为 I YP A 11 A Z 20 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=I2=19A
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-π/3) V， 试求：(1)e2=( )、e3=( ). ), (2) e12=(
显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为 UAB = UBC= UCA = UL = 3 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
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 的导线叫相四线制 ( 通常在低压配电中采用 ) 。中线常 用黑色或白色，火线分别用黄、绿、红三种颜色表示。
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CB-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。
U L 3 U YP
（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，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
解：(1) 因为三相电源的各相之间最大值相等， 相位差为 2π/3，且为同频率正弦量，我们按照正序的关系 可知 e 2=311sin(wt-π/3- 2π/3 ）=311sin(wt-π)v. e3=311sin(wt-π/3+ 2π/3 )=311sin(wt+ π/3 )v. (2)因为线电压超前相应的相电压π/6且 U = 3 UP L 所以 -π/3+π/6=--π/6 e12= 311 3 sin(wt-π/6)V.
图10-2 三相绕组的星形接法
三相电源的星型联接
A （端线或火线）
三相四 线制
eA
Z
uA uAB
X
Y
eC
eB
uB
uC
uBC
（中线或零线） N uCA B（火线）
（火线） C
中点N：X、Y、Z的公共点（与大地相接时称地线） 相电压：火线与中线间的电压
u A , uB , uC
。
线电压：火线与火线间的电压 u AB , uBC , uCA 。
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 I U P 线电流 I 3 I L P P Z 在 Y 连接负载中，线电压 U L 3 U YP 则相电流等于线电流 IYL = IYP
10.1
三相交流电源
1、三相交流电源的产生
三相交流发电机的构造：定子、转子。
A
A X B Y C Z Y C X
定 子
转子 Z
B
三个定子线圈完 全相同，空间位 置互差120度。
转子
A Y Z
定 子
C
+
S 转子
转子线圈通直流， 并由机械力带动 匀速转动。
B
N

X
磁通按正弦 规律分布
A
三 相 电 动 势
• 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。
U 1 L 3 3
【例2】 大功率三相电动机启动时，由于启动一般采用降
eA
Em
eB
eC
EC
120° . 120° .
.
EA
120°
EB
图10-1 对称三相电动势波形图与相量图
2、三相电源的连接
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。
闭合线圈在磁场中转动，产生感应电流。 根据电磁感应定律。
2、周期、频率的定义？
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。
3、如何根据波形图判断正弦波的初相角？
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。
学科：<电工技术基础>
课题： 三相正弦交流电路 教者： 黄志芳 学校： 吉林省柳河职教中心
第十章 三相正弦交流电路
10.1
10.2 10.3 10.4
三相交流电源
三相负载的联结
三相电路的功率 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？