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三相正弦电路分析

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电工学 实验2 三相正弦交流电路的研究

电工学 实验2 三相正弦交流电路的研究
W P1
A
负
B
*
* P2
W
载
C
图 4.2
用两表法测量三相功率
②负载的功率因数大于 0.5 时，两只功率表的读数均为正。 ③负载的功率因数等于 0.5 时，某一只功率的读数为零。 ④负载的功率因数小于 0.5 时，某一只功率表的指针会反转。为了 读数，可将转换开关由“+”转换到“—” ，此时该表读数应取负值。
基本实验任务 1．三相电源：星形联接的三相四线制电源的线电压和相电压都是对 称的，其大小关系为 U L 3U P ，通常三相电源的电压值是指线电压的 有效值。 2．三相负载的联接：三相负载有星形和三角形两种联接方式。星形 联接时，根据需要可以联接成三相三线制或三相四线制；三角形联接时 只能用三相三线制供电。在电力供电系统中，电源一般均为对称，负载 有对称负载和不对称负载两种情况。 (1) 三相负载的星形联接：带中线时，不论负载是否对称，总满足 以下关系：
A IA FU
*
IB
a
x y
B
*
IC
b
C N
*
IN
c
z
*
图 4.4 三相对称负载星形联接
合上电源开关。 （2） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，测量电路中的线电压、 负载相电压、线电流和中线电流，将测量数据填入表 4.2 中。 （3） 图 4.4 所示的星形对称负载，保留中线，用三表法测量负载总功 率，功率表的接法如图 4.1（a）所示，将测试数据填入表 4.3 中，并计算 电路的总功率。 （4）图 4.4 所示的星形对称负载，断开中线，测量电路中的线电压、负 载相电压和线电流，将测量数据填入表 4.2 中。
UP
UL 3

第3章三相电路

第3章三相电路
0
波形图和相量图如图3-3所示。相电压对称。
u
uU
uV
uW ωt

UW
1200
1200

0
π
2π
1200

UU
UV
(a)相电压的波形图 (b)相量图
图3-3三相电源相电压的波形图和相量图
电源任意两根端线之间的电压称为线电 压，用uUV、uVW、uWU 表示，如图3-4所 示。 U1 L
1
uU
W2
你可要记 住了！
I L 3I P
（3-16）
线电流落后相应的相电流300的相位角。
例2 三相对称负载，每相R=6Ω,XL=8 Ω,接到UL=380V
§ 3.2
三相负载的联接
负载有单相负载与三相负载之分。对于 单相负载，应根据其额定电压接入电路。 若负载所需的电压是电源的相电压，应将 负载接到端线与中线之间。如图3-8(a)
U V W N
ZU
ZV 图3-8 (a)
ZW
若负载所需的电压是电源的线电压，应将 负载接到端线与端线之间。如图3-8(b)
UP=UL
很好记吧！



Hale Waihona Puke 思考题１．对称三相电源星形连接时，Ｕl= 3 Up ,线电压 的相位超前于它所对应相电压的相位 300 。
２．正序对称三相星形连接电源，若 UVW 380300V , 380/1500V， U U 220/1200 V， 220/-1200 V。 则 U UV UW
§3.1 三相交流电源
一、 概念
由三个幅值相等、频率相同、相位互差 120o的单相交流电动势按一定方式连接起来 所构成的电源称为三相交流电源。由三相电 源构成的电路称为三相交流电路。 三相交流电源一般来自三相交流发电机或 变压器副边的三相绕组。三相交流发电机的 基本原理如图3-1所示

三相正弦交流电路

三相正弦交流电路
U C
u A 2U p sin t
120°
U A
u B 2U p sin(t 120) uC 2U p sin(t 120)
ωt
120°
U B
120° (b) 相量图
2、三相电源的连接
（1）星形连接 将三相电源的尾端X、Y、Z连在 一起，首端A、B、C引出作输出线， 这种连接称为三相电源的星形连接，也称Y形连接， 常用“Y”标记。 三个始端A、B、C引出三根端线，加上中点引出 的总线，称为三相四线制。
2、在对称三相电路中，各相电压、相电流的有效值相等， 功率因数也相等，因此 P 3U相 I相 cos 相 3P相 三相负载作星形联接时：
三相负载作三角形联接时：
例： 对称三相三线制的线电压U l 100 3 V ， 每相负载阻抗为Z 1060 Ω ，求负载为星形及三 角形两种情况下的电流和三相功率。
三相异步电动机的工作原理
N FΒιβλιοθήκη n0nS三相异步电动机的铭牌
常用低压控制电器
刀开关
按钮
按钮的电路符号
组合开关
接触器
接触器的动作过程
接触器的电路符号
热继电器
时间继电器的电路符号
自动空气开关
熔断器
热继电器的电路符号
行程开关
变压器
四、变压器
变压器是一种静止的电气设备，它利用互感原理，把输 入的交流电压升高或降低为同频率的交流输出，以满足 高压输电、低压配电及其他用途的需要，在电路中起到 电能的传递作用。 1、变压器的结构
铁心：变压器的磁路。 原边（一次绕组）：接电源的绕组 （绕组常由漆包铜线和铝绕线绕制而成） 副边（二次绕组）：接负载的绕组
接在三相电源上的负载统称为三相负载。 通常把各相负载相同的三相负载叫做对称三相负载。 如果各相负载不同，就叫不对称三相负载。 1、星形连接

电路分析第5章 三相电路

电路分析第5章 三相电路
负载的两种接法：星形 联接和三角形 联接 联接和三角形(∆ 联接。 负载的两种接法：星形(Y)联接和三角形 ∆)联接。
A Z N B C 星形接法
返 回
A Z Z B C
•
Z
Z
•
Z
•
三角形接法
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第5章 三相电路 章
一、三相四线制星形接法
A N C B
+
uA
-
iA iN
|ZA|
uB +
N′
所以
根据对称关系， 根据对称关系，其它两相电流为
= 22 2 sin(ω t − 173°) A
= 22 2 sin(ω t + 67°) A
返 回
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第5章 三相电路 章
(2)负载不对称时，各相单独计算。 (2)负载不对称时，各相单独计算。 负载不对称时 相电压为Up=220V的对称电源；各相负载为电 的对称电源； 例4.2.2-4.2.4 相电压为 的对称电源 灯组，在额定220V电压下各相电阻分别为 A=5 , RB=10 , 电压下各相电阻分别为R 灯组，在额定 电压下各相电阻分别为 RC=20 。试求下列各种情况下的负载相电压、负载电流及 试求下列各种情况下的负载相电压、 中性线电流。(1) 如上所述，正常状态下； (2) A相短路时； 中性线电流。 ) 如上所述，正常状态下； ) 相短路时； 相短路时 相短路， 相断开时； (3) A相短路，中性线又断开时； (4) A相断开时； (5) A ) 相短路 中性线又断开时； ) 相断开时 ) 相断开，中性线又断开时。 相断开，中性线又断开时。 解： 1)正常状态 ( ) 虽然负载不对称，因中性 虽然负载不对称，因中性线 的存在， 的存在，负载相电压与电源 C 的相电压相等也是对称的， 的相电压相等也是对称的， 有效值亦为 220V。 。

三相电路概述与分析

三相电路概述与分析
正序： U—V—W—U， 反序： U—W—V—U，
对称三相电压的瞬时值之和或相量之和为零
uU uV uW 0 UU UV UW 0
1.2 三相电路
一、三相电源
1、 三相电源的星形（Ｙ）联结
将三个电压源的末端相连，再从三个首端引出三根端线U、 V、 W，构成Y形连接，如图a 。
uW
+
u eC + U
IWU 30º

的相电流滞后30°即.
Il 3Ip 30
30º IUV
IW
30º
IUV IVW
IU IWU
▪负载的三角形联结解题思路
一般情况线电压 Ul为已知，然后根据电压
和负载求电流。
Up Ul
Ip
Up Z
Il
例1-4 某对称三相负载，每相负载为 Z 545W ，
接成三角形，接在线电压为380V的电源上， 求 IU , IV , IW
120 120 UU
UV
▪ 线电压：相线间的电压。
uUV uU uV uVW uV uW uWU uW uU
U
u+
u eC- U W-
+
u-V +
uUV
uW U
uVW
N
V W
UUV UU UV
UVW UV UW UWU UW UU
注意电压的 参考方向
线电压和相电压的关系
UUV UU UV
三相电路的瞬时功率为 p pU pV pW
在对称三相电路中,U相负载的瞬时功率为
pU uU iU U P 2 sin t I P 2 sin(t ) U P I P cos U P I P cos(2t )

三相正弦交流电路及其应用案例

三相正弦交流电路及其应用案例
第七章 三相电路
本章介绍三相正弦交流电源的产生、 三相电源和三相负载的两种连接方式以 及三相电路的功率计算。从分析方法来 看，本章是正弦交流电路分析的延续， 前述正弦交流电路的分析方法完全适用 于三相电路，但是三相电路又有其自身 的特点。
情景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。
B
iB
ZBC
C
uBC iC
iBC
线 IA IAB ICA
电 流
IB IBC IAB
IC ICA IBC
A
iA
u AB
iAB
iCA
ZAB ZCA
B
iB
ZBC
C
uBC iC
iBC
（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。
（2）负载对称时（Z AB ZBC ZCA Z ），各相电流有
u–+´3 L3
(b)
例1-8： 某大楼的系统供电线路图如下图所示。 某一天，该大楼电灯突然发生故障，第二层楼
和第三层楼所有电灯都突然暗下来，而第一层楼电
灯亮度不变，试问这是什么原因？同时发现，第三
层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么
原因？ 本系统供电线路图
讨论
L1 L2 L3
+
uC
–
N
一层 二层 三层
当负载额定电压等于电源相电压时采用星形联接。
A
三
B C
相 四 线
N
制
Z1
Z2
Z3
星形联接
三角 形联
接
M 3~
例1-7：照明系统故障分析
一星形联结的三相电路，电源电压对称。设电源线

三相正弦沟通电路

三相正弦沟通电路
电工的底子常识-三相正弦沟通电路
三相正弦沟通电路：
1、三个频率一样、幅值持平、相位互差120度的正弦量称三相正弦量。

2、对称三相沟通电的瞬时值或相量之和为零。

3、三相沟通电呈现正幅值的先后次第称为相序。

4、对称星形衔接的电路的线电压等于相电压的根号三倍。

5、对称三角形衔接电路的线电压等于相电压。

6、不管对称与否（不包含缺相），三相电压的瞬时值之和恒为零。

7、不管对称与否（不包含缺相），三相三线制的线电流的瞬时值之和恒为零。

8、中线电流的瞬时值之和等于三相线电流的瞬时值之和，三相电流对称时，中线
电流为零。

9、每相绕组的始端和结尾之间的电压，称为相电压。

1。

《电工技术》教学课件 第三章 三相电路 负载星形连接的三相电路


IU
UU ZU
U P00
Z Z
UP Z
(00
Z
)
IP Z
IV
UV ZV
U P(1200 )
Z Z
UP Z
(1200
Z
)
IP Z
120
IW
UW ZW
U P1200 Z Z
UP Z
(1200
Z)
IP
Z
120
由此可见，在负载对称的 情况下，每相负载上电流 的大小（有效值）相同， 相位彼此相差1200，即相 电流也是对称的。因而， 只需求出一个相电流，其 余推出即可 。
灯泡被烧毁；三楼的灯不亮。
R3 R2 V
W
三、操作训练
三相正弦交流电路负载星形联接分析
（3）根据以上分析，照明电路不能采用三相三线制供电方式。且中线上不
能接开关和保险丝。
U
中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等
一层楼 ...
N 的相电压。因为负载不对称而又没有中线时，负载上
可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定
五、归纳总结
（1）三相负载星形连接时，无论负载对称与否，负载上的相电压、线电压等于电 源的相电压、线电压。因而： 相电压对称，线电压对称；负载的相电流等于相应的线电流。 （2）当三相电路对称时，三个相电流也是对称的，所以中性线上的电流为零，所 以，三相负载对称的电路也可以采用三相三线制的联结方式。 （3）若负载不对称时，不能采用三相三线制！因为此时各相负载上的电压将会出 现不对称现象，负载不能正常工作。并且，中线上不能安装开关和保险丝！
三、操作训练
三相正弦交流电路负载星形联接分析
（2）若一楼断开，二、三楼接通。但两层楼灯的数量不等（设二楼灯的数量为三层的

三相正弦交流电路


三相电源与负载的连接
三相电源与负载的连接
几点说明：
线电压
U
：三相负载的线电压就是电源的线电压，也就是两根相线
L
之间的电压；
相电压
U
：每相负载两端的电压称作负载的相电压，在忽略输电线
P
上的电压降时，负载的相电压就等于电源的相电压，因此 U L = 3U P ；
线电流 I L ：流过每根相线上的电流叫线电流；
依次相连（接成一个三角形），再从首端U1、V1、W1分别 引出端线，这种连接方式就叫三角形连接。
三相电源绕组的连接
三相电源的三角形连接（△接）
每相绕组的末端与相邻的下一相绕组的首端依次相联
W2、U1
I·1
+
_
I·L1 U
I·3 w1、v1
U·UV=U·1 U·WU=·U3
_
I·2V1、U2U·+_VW=U·2 +
1.在尺寸相同的情况下，三相发电机比单相发 电机输出的功率大；在输出同样功率的情况下三 相发电三 机相较单相发电机体积小、重单量相轻、成本低。
三相正弦交流电
2.在输电距离、输电电压、输送功率和线路 损耗相同的条件下，三相输电比单相输电可节省 25%的有色金属，即输电成本较低。
用 电 单 位
三单 相
I·L2 I·L3
V W
注意：这种接法只有三相三线制。
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三相电源与负载的连接
（2）三相电源三角形联结时的电压关系
由图中5．5可见
U& U&
U V
= U& UV = U& VW
U& W = U& WU

三相正弦交流电路(ppt)


2． 三相三线制电路
. UU
. IU
－
＋
A
ZU
.
UV
N－
＋
. IV
N′
B
ZV
. UW －＋
. IW
C
ZW
图 5.9 负载为Y形连接的三相三线制电路
•
•
•
UU UV UW
•
U N'N
ZU 1
ZV 1
ZW 1
ZU ZV ZW
若负载对称, 即 ZUZVZWZZ ，则
•
•
•
•
UN'N
UU ZU
•
•
IV
UV
2201202201204466.9A
ZV 3j4 5 53.1
•
•
IW
UW
22012022012022120A
ZW
10
100
•
•
•
•
I N IU IV IW
22 36.9 44 66.9 22 120
17.6 j13.2 17.3 j40.5 11 j19.1 23.9 j34.6 42 55.4A
1
UV ZV
1
UW ZW
1
1(U•UU•VU•W) Z
3
0
ZU ZV ZW
Z
•
•
•
UU UV UW
•
U N'N
ZU 1
ZV ZW 11
0
ZU ZV ZW
5.2.2
•
•
I UV
U UV
,
ZUV
•
•
I VW
U VW
,
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电路分析基础讲义 第4章 三相正弦电路分析 1 第4章 三相正弦电路分析 学习要点 掌握三相电路中电源及负载的联接方法 掌握相电压与线电压、相电流与线电流在对称三相电路中的相互关系 掌握对称三相电路电压、电流和功率计算 掌握不对称三相四线制电路中中线的作用 了解安全用电的常识和重要性 了解接零、接地保护的作用和使用条件 了解静电保护和电气防火、防爆的常识

三相正弦电路分析 4.1 三相正弦交流电源 4.2 三相电路中负载的联接 4.3 安全用电

4.1 三相正弦交流电源 由3个频率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦电压源所构成的电源称为三相电源。由三相电源供电的电路称为三相电路。 4.1.1 三相交流电的产生 三相电源由三相交流发电机产生的。在三相交流发电机中有3个相同的绕组。3个绕阻的首端分别用A、B、C表示，末端分别用X、Y、Z表示。这3个绕组分别称为A相、B相、C相，所产生的三相电压分别为：

对称三相电源：三个电压 同幅值 同频率相位互差120 任一瞬间对称三相电源3个电压瞬时值之和或相量之和为零。

三个电压达最大值的先后次序叫相序，图示相序为ABC。

ABC2sin2sin(120)2sin(120)ppp

uUtuUtuUt

ABC0120120ppp

UUUUUU

ωtuuAuBu

C

O120°

120°120°A

U

CU

BU (a) 波形图 (b) 相量图

ABC0uuuABC0UUU 电路分析基础讲义 第4章 三相正弦电路分析 2 4.1.2 三相电源的联接 星形连接：3个末端连接在一起引出中线，由3个首端引出3条火线。 每个电源的电压称为相电压 火线间电压称为线电压。

由相量图可得：3lpUU 可见，三个线电压幅值相同，频率相同，相位相差120。 三角形连接：将三相绕组的首、末端依次相连，从3个点引出3条火线。

lpUU 注：此种接法如一相接反，将造成严重后果。

BCU CAU ABU

ABABBCBCCACA

UUUUUUUUU CU

BU

+AU

－－+

+

－

ANBC

CU30°30°

30°

AUBU

ABUCAU

BCU－B

U

－AU

－CU

V1503303V903303V303303CCABBCAABpppUUUUUUUUU

CU30°30°

30°

AUBU

ABUCAU

BCU－B

U

－AU

－CUCUAU

+ BU －－++－

A

BC电路分析基础讲义 第4章 三相正弦电路分析

3 4.2 三相电路中负载的联接 4.2.1 负载星形联接 相电流：负载中的电流。 线电流：火线中的电流。

lpII

在三相电路中，每相负载中的电流应该一相一相地计算。在忽略导线阻抗的情况下，各相负载承受的电压就是电源对称的相电压，因此各相电流为：

如果三相负载是对称的，即 则：

中线中没有电流，即 三相功率：

4.2.2 负载三角形联接 相电流

线电流 3lpII 33cos3cospppzllzPPUIUI

CIBIAICU

BU

+AU

－－++－

A

N

BC

Z

ZZ

cCCbBBaAA,,ZUIZUIZUI

abcz||ZZZZZAABBCC0120(120)120(120)ppz

z

ppzz

ppzz

UUUIZZZUUUIZZZUUUIZZZ





0CBANIIII33cos3cospppzllzPPUIUIz3sinllQUI223llSPQUI

ABABBCBCCACA0120(120)120(120)ppz

z

ppzz

ppzz

UUUIZZZUUUIZZZUUUIZZZ





303303303CABCCACBCABBCBABCAABAIIIIIIIIIIII



AIABC

ZZ

ZB

I

CIABI

BCI

CAI

AIBCIABICAI

30°30°

30°

BI

CI

BCIABICA

I电路分析基础讲义 第4章 三相正弦电路分析 4 4.3 安全用电 4.3.1 触电方式及其防护 安全电压：36V和12V两种。一般情况下可采用36V的安全电压，在非常潮湿的场所或容易大面积触电的场所，如坑道内、锅炉内作业，应采用12V的安全电压。 1、直接触电及其防护 直接触电又可分为单相触电和两相触电。两相触电非常危险，单相触电在电源中性点接地的情况下也是很危险的。其防护方法主要是对带电导体加绝缘、变电所的带电设备加隔离栅栏或防护罩等设施。

例：对称三相三线制的线电压V 3100lU，每相负载阻抗为6010ZΩ，求负载为星形及三角形两种情况下的电流和三相功率。

解：（1）负载星形连接时，相电压的有效值为： V 1003lpUU

设0100AU V。线电流等于相电流，为：

A 60106010120100A 180106010120100A 601060100100CCBBAAZUIZUI

ZUI







三相总功率为： W150060cos1031003cos3zllIUP

（2）当负载为三角形连接时，相电压等于线电压， 设V 03100ABU。相电流为：

A 6031060101203100A 18031060101203100A 60310601003100CACABCBCABABZUIZUI

ZUI







线电流为： 303030315030210303039030303CACBCBABAIIIIII



三相总功率为： W450060cos3031003cos3zllIUP 由此可知，负载由星形连接改为三角形连接后，相电流增加到原来的3

倍，线电流增加到原来的3倍，功率增加也到原来的3倍。