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1、电工基础讲解电工基础讲解长泾社区教育中心电子信息组长泾社区教育中心电子信息组计算机软件及应用电工基础讲解三相电路三相电路计算机软件及应用电工基础讲解三相电路三相电路v三相电路的特点三相电路的特点v对称三相电路的计算对称三相电路的计算v不对称三相电路的基本概念不对称三相电路的基本概念v三相电路的功率三相电路的功率计算机软件及应用电工基础讲解 图图图图4.1.1 4.1.1 三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图三相交流发电机示意图4.1.1三相电压的产生三相电压的产生工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：定子定子ZAXYNSC-+B三相绕组三相绕组匝数相同匝数相同匝数相同
2、匝数相同空间排列互差空间排列互差空间排列互差空间排列互差120120 材料、尺寸相同材料、尺寸相同材料、尺寸相同材料、尺寸相同转子转子( (末端末端末端末端) )+uAuBuCXABYCZ( (首端首端首端首端) )+ 图图图图4.1.2 4.1.2 三相绕组示意图三相绕组示意图三相绕组示意图三相绕组示意图4.1 三相电路的特点三相电路的特点计算机软件及应用电工基础讲解三相电源瞬时表示式三相电源瞬时表示式三相电源瞬时表示式三相电源瞬时表示式uAuBuC0u( (尾端尾端尾端尾端) )+uAuBuCXABYCZ( (首端首端首端首端) )+ 图图图图4.1.3 4.1.3 三相电源波形图三相电源
3、波形图三相电源波形图三相电源波形图A相相B相相 C相相计算机软件及应用电工基础讲解三相电源的相量表示三相电源的相量表示三相电源的相量表示三相电源的相量表示这三个正弦交流电源满足以下特征这三个正弦交流电源满足以下特征有效值相等有效值相等有效值相等有效值相等频率相同频率相同频率相同频率相同初相位依次相差初相位依次相差初相位依次相差初相位依次相差120120 称为对称三相电源称为对称三相电源称为对称三相电源称为对称三相电源120120120 图图图图4.1.4 4.1.4 三相电源相量图三相电源相量图三相电源相量图三相电源相量图正序（顺序）为正序（顺序）为正序（顺序）为正序（顺序）为 A A B B
4、 C C计算机软件及应用电工基础讲解 如果如果三相负载阻抗相同三相负载阻抗相同三相负载阻抗相同三相负载阻抗相同，则称为，则称为对称三相负载对称三相负载对称三相负载对称三相负载。 由对称三相电源的三个端子、引出具有相同阻抗的由对称三相电源的三个端子、引出具有相同阻抗的三条传输线与对称三相负载相连，组成的三相电路，称三条传输线与对称三相负载相连，组成的三相电路，称为为对称三相电路对称三相电路对称三相电路对称三相电路。上述三个条件有一个不满足时，就构。上述三个条件有一个不满足时，就构成了成了不对称三相电路不对称三相电路不对称三相电路不对称三相电路。计算机软件及应用电工基础讲解4.1.2 星形连接方式
5、星形连接方式 星形连接星形连接( (星接或星接或Y Y接接) )是将是将三相电源的末端三相电源的末端 X X、Y Y、Z Z接在接在一起，称为一起，称为中（性）点中（性）点中（性）点中（性）点，记为，记为O；XYZ( (末端末端末端末端) )+uAuBuCABC( (首端首端首端首端) )+ 图图图图4.1.5 4.1.5 星形连接星形连接星形连接星形连接O中点中点中点中点 从各相的首端从各相的首端 A、B、C向外向外引出导线，称为端线。引出导线，称为端线。从中（性）点从中（性）点O引出的导线称引出的导线称为中线。为中线。计算机软件及应用电工基础讲解 图图图图4.1.6 4.1.6 星形连接的
6、相电压和线电压星形连接的相电压和线电压星形连接的相电压和线电压星形连接的相电压和线电压+ +- -A- -+B+- -COOuAuBuC+相电压相电压相电压相电压：线电压线电压线电压线电压：Up端线端线端线端线( (相线、火线相线、火线相线、火线相线、火线) )中线中线中线中线、UlANBCuA+uC+uB+O计算机软件及应用电工基础讲解 图图图图4.1.7 4.1.7 星形连接的相电流和线电流星形连接的相电流和线电流星形连接的相电流和线电流星形连接的相电流和线电流+ +- -A- -+B+- -COOuAuBuC相电流相电流相电流相电流：每相的电流：每相的电流：每相的电流：每相的电流线电流线
7、电流线电流线电流：端线上的电流显然，星接时线电流等于相：端线上的电流显然，星接时线电流等于相：端线上的电流显然，星接时线电流等于相：端线上的电流显然，星接时线电流等于相电流电流电流电流、IPIlANBCuA+uC+uB+O计算机软件及应用电工基础讲解星形连接方式的特点星形连接方式的特点星形连接方式的特点星形连接方式的特点ANBCO+线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系根据根据根据根据KVLKVL定律定律定律定律相量图相量图相量图相量图 30计算机软件及应用电工基础讲解相量图相量图相量图相量图 30 30 30同理同理同理同理 图图图图4.1.6 4.
8、1.6 星形连接线电压和相电压的相量图星形连接线电压和相电压的相量图星形连接线电压和相电压的相量图星形连接线电压和相电压的相量图相电压对称相电压对称线电压也是线电压也是对称的对称的计算机软件及应用电工基础讲解+- -AAZZlY-YY-Y接时中点间电压、中线上电流接时中点间电压、中线上电流接时中点间电压、中线上电流接时中点间电压、中线上电流电源电源电源电源中点中点中点中点负载负载负载负载中点中点中点中点取取O点为参考点，点为参考点，因因 , 由节点法由节点法+- -BOZlBZ+- -CCZZlZNK计算机软件及应用电工基础讲解Y 形连接的特点形连接的特点：因此因此(1)对称星形电源三个对称星
9、形电源三个相电压对称相电压对称时，三个时，三个线电压也是依序对称线电压也是依序对称的的;线电压有效值是相电线电压有效值是相电压有效值的压有效值的 倍，倍， ；线电压在相位；线电压在相位上依次上依次超前超前相应的相电压相应的相电压(2) 线电流等于相电流线电流等于相电流 Il = IP计算机软件及应用电工基础讲解Zl 是端线的阻抗。是端线的阻抗。ZN是中线上的阻抗。是中线上的阻抗。三相三线制三相三线制三相三线制三相三线制：中线断开或无中线（开关：中线断开或无中线（开关K打开）打开）三相四线制三相四线制三相四线制三相四线制：有中线：有中线 图图图图4.1.8 4.1.8 三相三线制和三相四线制三相
10、三线制和三相四线制三相三线制和三相四线制三相三线制和三相四线制+- -AAZZl+- -BOZlBZ+- -CCZZlZNK计算机软件及应用电工基础讲解( (末端末端末端末端) )+uAuBuCXABYCZ( (首端首端首端首端) )+ 对称三相电源可以采用对称三相电源可以采用三角形连接三角形连接三角形连接三角形连接( (又称又称连接连接) )，它是将三相电源各相的始端和末端依次，它是将三相电源各相的始端和末端依次连接成一个回路，再由端子连接成一个回路，再由端子A A、B B、C C引出三根线引出三根线与负载相连，如图与负载相连，如图4.1.64.1.6所示。所示。 图图图图4.1.8 4.1
11、.8 角形连接角形连接角形连接角形连接- -+ +ABC+ +- -+ +- -4.1.3 三角形连接方式三角形连接方式 计算机软件及应用电工基础讲解- -+ + +- -+ +- -V V+ +- - 注意注意注意注意：将三相电源作三角形连接时，要求三相将三相电源作三角形连接时，要求三相电源的电压对称，即电源的电压对称，即 。如不对称。如不对称程度比较大，所产生的环路电流将烧坏绕组。程度比较大，所产生的环路电流将烧坏绕组。对称三相电源在对称三相电源在连接时，不能将各连接时，不能将各电源的始末端接错，电源的始末端接错，否则将烧坏绕组。否则将烧坏绕组。 图图图图4.1.9 4.1.9 角形三相电
12、源连接时开口电压的测量角形三相电源连接时开口电压的测量角形三相电源连接时开口电压的测量角形三相电源连接时开口电压的测量计算机软件及应用电工基础讲解角形连接方式的特点角形连接方式的特点角形连接方式的特点角形连接方式的特点- -ACB+ZZZ- -+ +ABC+ +- -+ +- -线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系线电压与相电压的关系: : : : 图图图图4.1.10 4.1.10 角形连接电路示意图角形连接电路示意图角形连接电路示意图角形连接电路示意图线电压等于相电压线电压等于相电压 l l = = P P计算机软件及应用电工基础讲解线电流与相电流的关系线电流与相电
13、流的关系线电流与相电流的关系线电流与相电流的关系+ACBZZZ- -+ +ABC+ +- -+ +- - 图图图图4.1.8 4.1.8 角形连接线电流和相电流角形连接线电流和相电流角形连接线电流和相电流角形连接线电流和相电流设为参考相量，则设为参考相量，则计算机软件及应用电工基础讲解 相电流相电流相电流相电流+ACBZZZ- -+ +ABC+ +- -+ +- -相电流是相电流是相电流是相电流是对称的对称的对称的对称的计算机软件及应用电工基础讲解相量图相量图相量图相量图BCABCABC由由KCL和相量图有和相量图有 图图图图4.1.12 4.1.12 角接线电流和相电流相量图角接线电流和相电
14、流相量图角接线电流和相电流相量图角接线电流和相电流相量图303030线电流也线电流也线电流也线电流也是对称的是对称的是对称的是对称的计算机软件及应用电工基础讲解 形连接的特点形连接的特点形连接的特点形连接的特点：(1) 线电压等于相电压线电压等于相电压l l = = P P ；(2) 线电流线电流有效值有效值是相电流是相电流有效值有效值的的 倍，线倍，线电流在相位上依次电流在相位上依次落后落后相应的相电流相应的相电流 。因为因为所以所以计算机软件及应用电工基础讲解例例例例4-14-1 有三台相同的单相变压器，其原边额定电有三台相同的单相变压器，其原边额定电压与额定电流分别为压与额定电流分别为
15、220V 和和 4.55A ，副边额定电，副边额定电压与额定电流分别为压与额定电流分别为 110V 和和 9.1A 要求将这三台要求将这三台变压器接成三相变压器组，原边接成星形，副边接变压器接成三相变压器组，原边接成星形，副边接成三角形试画出接线图，并计算原、副边的额定成三角形试画出接线图，并计算原、副边的额定电压和电流电压和电流 图图图图4.1.13 4.1.13 例例例例4-14-1图图图图计算机软件及应用电工基础讲解解解解解原边为星形连接，副原边为星形连接，副边为三角形连接接线如边为三角形连接接线如图所示图所示原边为星形连接，所以其原边为星形连接，所以其额定电压与额定电流为：额定电压与额
16、定电流为：副边为三角形连接，所以其额定电压与额定电流为：副边为三角形连接，所以其额定电压与额定电流为： 图图图图4.1.10 4.1.10 例例例例4-14-1连线图连线图连线图连线图计算机软件及应用电工基础讲解4.2 对称三相电路的计算对称三相电路的计算三相电路的连接方式三相电路的连接方式三相电路的连接方式三相电路的连接方式三相电源为星形电源，负载为星形负载，称三相电源为星形电源，负载为星形负载，称为为Y-Y连接方式；连接方式；此外还有此外还有- Y连接方式和连接方式和-连接方式。连接方式。三相电源为星形电源，负载为三角形负载，三相电源为星形电源，负载为三角形负载，称为称为Y-连接方式；连接
17、方式；对称三相电源：同频、同幅、对称三相电源：同频、同幅、120o对称三相电路对称三相电路对称三相负载：对称三相负载：ZA=ZB=ZC=Z三相线路阻拦相等三相线路阻拦相等计算机软件及应用电工基础讲解三相电路实际上是三相电路实际上是正弦电流电路正弦电流电路的一种的一种特殊类型。特殊类型。因此，前面对正弦电流电路的分析方法因此，前面对正弦电流电路的分析方法对三相电路完全适用。对三相电路完全适用。根据三相电路的特点，可以简化对称三根据三相电路的特点，可以简化对称三相电路分析计算。相电路分析计算。计算机软件及应用电工基础讲解Y-Y接对称三相电路接对称三相电路+- -BOZlBZO+- -CCZZlZN
18、K+- -AZlAZKK开开开开计算机软件及应用电工基础讲解+- -BOZlBZO+- -CCZZlZN+- -AZlAZKK合合合合仍有仍有计算机软件及应用电工基础讲解+- -BOZlBZO+- -CCZZlZN+- -AZlAZ也可以这样计算也可以这样计算计算机软件及应用电工基础讲解Y-Y接的对称三相电路中，无论是三相三线制接的对称三相电路中，无论是三相三线制还是三相四线制，。还是三相四线制，。三相四线制，三相四线制， , 中线如同中线如同开路开路。结论：结论：结论：结论：三相四线制，三相四线制， , 无论无论ZN为何值，中线为何值，中线如同如同短路短路。计算机软件及应用电工基础讲解三相电
19、路归结为一相的计算方法三相电路归结为一相的计算方法三相电路归结为一相的计算方法三相电路归结为一相的计算方法由于，各相电流独立，彼此无关；由于，各相电流独立，彼此无关；又由于三相电源、三相负载对称，所以相电又由于三相电源、三相负载对称，所以相电流构成对称组。流构成对称组。因此，只要分析因此，只要分析计算计算三相中的三相中的一相，一相，由对称由对称三相电路的对称关系，三相电路的对称关系，其他两相其他两相的电压、电流就能的电压、电流就能按对称顺序按对称顺序写出。写出。计算机软件及应用电工基础讲解例例例例AOZlZA+- -BOZlBZO+- -CCZZlZNK+- -AZlAZ对上图所示对称三相电路
20、对上图所示对称三相电路,可以先求出可以先求出A相，再由对称相，再由对称关系写出其他两相关系写出其他两相计算机软件及应用电工基础讲解AOZlZ由对称关系由对称关系A计算机软件及应用电工基础讲解其他连接方式的对称三相电路其他连接方式的对称三相电路可以根据星形和可以根据星形和三角形的等效变换，将其化成对称的三角形的等效变换，将其化成对称的Y-Y三相三相电路，然后用归结为一相的计算方法。电路，然后用归结为一相的计算方法。计算机软件及应用电工基础讲解例例例例：_+OABCZlZlZlZZZABC对称三相电路对称三相电路k中，中，Z=(19.2+j14.4), Zl=(3+j4) , 对称线电压对称线电压
21、UAB=380V。求负载端的线电压和线电。求负载端的线电压和线电流。流。 该电路可以变换为对称的该电路可以变换为对称的Y-Y电路电路负载端需要将三角形连接变成变换为星形连接负载端需要将三角形连接变成变换为星形连接解解解解计算机软件及应用电工基础讲解+_ZlZABC+_+_ZlZZlZABC根据一相计算电路有根据一相计算电路有= 17.1/- 43.2A计算机软件及应用电工基础讲解= 136.8 /-6.3V/ 30 =236.9 / 23.7 V根据对称性根据对称性+_ZlZABC+_+_ZlZZlZABC计算机软件及应用电工基础讲解根据负载端的线电压可以求得负载中的相电流，根据负载端的线电压
22、可以求得负载中的相电流，= 9.9 /-13.2A相电流也可以根据对称三角形连接，线电流和相电流也可以根据对称三角形连接，线电流和相电流的关系来计算。相电流的关系来计算。_+OABCZlZlZlZZZABC计算机软件及应用电工基础讲解例例2:(1)各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流各电阻负载的相电流 由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它由于三相负载对称，所以只需计算一相，其它两相可依据对称性写出。两相可依据对称性写出。两相可依据对称性写出。两相可依据对称性写出。A AB BC 线电压线电压U
23、l为为380 V的三相电源上，接有两组对称的三相电源上，接有两组对称三相电源：一组是三角形联结的电感性负载，每相三相电源：一组是三角形联结的电感性负载，每相阻抗阻抗 ; 另一组是星形联结的电阻性另一组是星形联结的电阻性负载，每相电阻负载，每相电阻R =10 , 如图所示。试求：如图所示。试求：(1)各组负载的相电流；各组负载的相电流；(2)(2) 电路线电流；电路线电流；(3)(3) 三相有功功率。三相有功功率。设设解：解：计算机软件及应用电工基础讲解负载星形联接时，其线电流为负载星形联接时，其线电流为负载星形联接时，其线电流为负载星形联接时，其线电流为负载三角形联解时，其相电流为负载三角形联解时，其相电流为负载三角形联解时，其相电流为负载三角形联解时，其相电流为(2) (2) 电路线电流电路线电流电路线电流电路线电流一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示计算机软件及应用电工基础讲解一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示一相电压与电流的相量图如图所示(3) (3) 三相电路的有功功率三相电路的有功功率三相电路的有功功率三相电路的有功功率-30o-67o-46.7o计算机软件及应用电工基础讲解
