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1、第 11章 三相电路 重点 1.三相电路的基本概念 2.对称三相电路的分析 3.不对称三相电路的概念 4.三相电路的功率 三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差 1200的正弦电动势作为供电电源的电路。 三相电路的优点： （ 1）发电方面：比单项电源可提高功率 50 ； （ 2）输电方面：比单项输电节省钢材 25 ； （ 3）配电方面：三相变压器比单项变压器经济且便于接 入负载； （ 4）运电设备：具有结构简单、成本低、运行可靠、维 护方便等优点。 以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。 研究三相电路要注意其特殊性，即： （ 1）特殊的电源 （
2、 2）特殊的负载 （ 3）特殊的连接 （ 4）特殊的求解方式 1.对称三相电源的产生 通常由三相同步发电机产生 ， 三相绕组在空间互差120 ， 当转子以均匀角速度 转动时 ， 在三相绕组中产生感应电压 ， 从而形成对称三相电源 。 N S I A Z B X C Y 三相同步发电机示意图 11.1 三相电路 （ 1） 瞬时值表达式 )12 0c os (2)()12 0c os (2)(c os2)(oCoBAtUtutUtutUtuA + X uA B + Y uB C + Z uC （ 2） 波形图 0A、 B、 C 三端称为始端 ， X、 Y、 Z 三端称为末端 。 t uA uB u
3、 uC O （ 3） 相量表示 )0( 12 012 00oCoBoAUUUUUUAUCUBU120 120 120 （ 4） 对称三相电源的特点 00 CBACBAUUUuuuBA UU 正序 (顺序 )： ABCA 负序 (逆序 )： ACBA A B C 相序的实际意义：对三相电动机，如果相序反了，就会反转。 以后如果不加说明，一般都认为是正相序。 D A B C 1 2 3 D A C B 1 2 3 正转 反转 （ 5） 对称三相电源的相序 A B C 三相电源中各相电源经过同一值 (如最大值 )的先后顺序 2. 三相电源的联接 把三个绕组的末端 X, Y, Z 接在一起，把始端 A
4、,B,C 引出来 + A N X + B Y + C Z AUBUCUA + X B C Y Z A B C N AUBUCUBAUBCUCAUAIBICIX, Y, Z 接在一起的点称为 Y联接对称三相电源的中性点，用 N表示。 （ 1）星形联接 (Y联 接 ) （ 2）三角形联接 (联 接 ) + A X B Y C Z AUBUCU+ + A X + B C Y Z A B C BUCUAUBAUBCUAIBICICAU三角形联接的对称三相电源没有中点。 三个绕组始末端顺序相接。 名词介绍： (1) 端线 (火线 )：始端 A, B, C 三端引出线。 (2) 中线：中性点 N引出线，
5、接无中线。 (3) 三相三线制与三相四线制。 (5) 相电压：每相电源的电压。 (4) 线电压：端线与端线之间的电压。 CACB BA , UUUCBA , UUUA X + B C Y Z A B C BUCUAUBAUBCUAIBICICAUA + X B C Y Z A B C N AUBUCUBAUBCUCAUAIBICI3. 三相负载及其联接 三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分叫做一 相负载，三相负载也有星型和三角形二种联接方式。 A B C N AIBICINIZA ZC ZB A B C AIBICIZBC ZCA ZAB abIbcIcaI星形联接 三角形联接 CABCA
6、BCBA ZZZZZZ , 当称三相对称负载 负载的相电压：每相负载上的电压。 , NCNBNA UUU 线电流：流过端线的电流。 CBA III ,相电流：流过每相负载的电流。 cabcab III ,abINAUNAUA B C N AIBICINIZA ZC ZB A B C AIBICIZBC ZCA ZAB abIbcIcaI负载的线电压：负载端线间的电压。 , ACCBBA UUU 4. 三相电路 三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成： 电源 Y Y 负载 电源 Y 负载 当组成三相电路的电源和负载都对称时，称对称三相电路 + A N
7、 + B + C Z AUBUCUZ Z N 三相四线制 + + + AUBUCUA B C Z Z Z Y Y Y 1. Y联接 11.2 对称三相电源线电压（电流） 与相电压（电流）的关系 oCCNoBBNoANA1 20 1 20 0UUUUUUUUU设oooNACNCAoooCNNBCBoooBNNABA150301209031201203031200UUUUUUUUUUUUUUUUUUA + X B C Y Z A B C N AUBUCUBAUBCUCAUAIBICIBNU利用相量图得到相电压和线电压之间的关系： 线电压对称 (大小相等， 相位互差 120o) 一般表示为： BAU
8、30o NAUBNUCNU30o 30o BCUCAUNAUBNUCNUBAUBCUCAUoCNCAoBNCBoANBA303303303UUUUUU对 Y接法的 对称三相电源 所谓的“对应”：对应相电压用线电压的 第一个下标字母标出。 (1) 相电压对称，则线电压也对称。 (3) 线电压相位领先对应相电压 30o。 .3 ,3 )2( pl UU 即倍的线电压大小等于相电压CNCABNC BANB AUUUUUU结论 2. 联 接 oCoBoA12 0 12 0 0UUUUUU设oCCAoBCBoABA1201200UUUUUUUUU即线电压等于对应的相电压。 A X + B C Y Z A
9、 B C BUCUAUBAUBCUAIBICICAU以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。 关于 联 接电源需要强调一点：始端末端要依次相连。 正确接法 错误接法 I =0 , 联 接电源 中不会产生环流。 注意 AUBUCUI0CBA UUUCCBA 2 UUUUAUBUCUIC U总UI 0 , 接电源 中将会产生环流。 当将一组三相电源连成三角形时 ，应先不完全闭合 ， 留下一个开口 ， 在开口处接上一个交流电压表 ， 测量回路中总的电压是否为零 。 如果电压为零 ， 说明连接正确 ， 然后再把开口处接在一起 。 V V型接法的电源：若将 接的三相电源去掉一相 ，
10、 则线电压仍为对称三相电源 。 + A B C BUAUBAUBCUCAUA B C AUBU+ + 3. 相电流和线电流的关系 A + B C A B C N AUBUCUAIBICIA B C N AIBICINIZ Z Z 星型联接时，线电流等于相电流。 结论 A B C AIBICIZ Z Z abIbcIcaIZUZUI NANAA 33/A B C AIBICIZ/3 Z/3 Z/3 N 0030330)3(3ZUZUBABA0303 abI结论 (2) 线电 流 相位 滞后 对应相电 流 30o。 .3 ,3 )1(pl II 即倍的线电流大小等于相电流 联接的对称电路： 11.
11、3 对称三相电路的计算 对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。 1. YY联接 (三相三线制） + _ + + N n Z Z Z AUBUCUAIBICIA B C a b c ZZUUUUUU| 120 120 oCoBA设以 N点为参考点，对 n点列写节点方程： CBAnN111)111( UZUZUZUZZZ0 0)(13 nNCBAnN UUUUZUZnNU+ _ + + N n Z Z Z AUBUCUAIBICIA B C a b c 负载侧相电压： oCcnoBbnAan12 012 0UUUUUUUUU因 N， n两点等电位，可将其短路，
12、且其中电流为零。这样便可将三相电路的计算化为 单 相电路的计算。 + _ + + N n Z Z Z AUBUCUAIBICIA B C a b c A相计算电路 + AUAIA N n a Z anU也为对称电压 计算电流： ZUZUZUIZUZUZUIZUZUZUIoCcnCoBbnBAanA12 0|12 0|为对称电流 结论 1. UnN=0， 电源中点与负载中点等电位。 有无 中线对电路情况没有影响。 2. 对称情况下 ， 各相电压 、 电流都是对称的 ， 可采用一相 （ A相 ） 等效电路计算 。 只要算出一相的电压 、 电流 ，则其它两相的电压 、 电流可按对称关系直接写出 。
13、3. Y形联接的对称三相负载，其相、线电压、电流的关系为： abAanab IIUU ,3032. Y联 接 + _ + + N Z Z Z AUBUCUAIBICIA B C a b c abIbcIcaIoCAcaoBCbcoABab1503903303UUUUUUUUU负载上相电压与线电压相等： ZZUUUUUU| 120 120 oCoBA设解法一 ZUZUIZUZUIZUZUIocacaobcbcoabab150|390|330|3计算相电流： 线电流： ocabccaCobcabbcBoabcaabA303303303IIIIIIIIIIII30o 30o AUabIabUAIbcIcaIBICI ca
