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1、 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2.8.1 2.8.1 三相电压三相电压一、三相电压的产生一、三相电压的产生工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电工作原理：动磁生电( (尾端尾端尾端尾端) )+eAeBeCXABYCZ( (首端首端首端首端) )+ ZAXYNSC-+B+_eeAX 图图图图4.1.4.1.2 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图图图图4.1.34.1.3电枢绕组及其电动势电枢绕组及其电动势电枢绕组及其电动势电枢绕组及其电动势定子定子转子转子2.8 2.8
2、 三相电路三相电路三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式三相电压瞬时表示式相量表示相量表示相量表示相量表示铁心铁心（作为导磁路经）（作为导磁路经）三相绕组三相绕组匝数相同匝数相同匝数相同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 : 直流励磁的电磁铁直流励磁的电磁铁定子定子转子转子发电机结构发电机结构相量图相量图相量图相量图波形图波形图波形图波形图0uAuBuC2 120240360UBUA.120120120UC.三相电动势瞬时表示式三相电动势瞬时表示式三相电动势瞬时表示式三相电动势瞬时表示式相量表示相量表示相量表示相量表示对称三相电势的瞬时值之和为
3、对称三相电势的瞬时值之和为 0三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。最大值相等最大值相等最大值相等最大值相等频率相同频率相同频率相同频率相同相位互差相位互差相位互差相位互差120120 称为对称三相电压称为对称三相电压称为对称三相电压称为对称三相电压三个正弦交流电动势满足以下特征三个正弦交流电动势满足以下特征供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为供电系统三相交流电的相序为 A A B B C C二、三相电源的星形联接二、三相电源的星形联接1.
4、 联接方式联接方式中线中线中线中线( (零线、地线零线、地线零线、地线零线、地线) )中性点中性点端线端线端线端线( (相线、火线相线、火线相线、火线相线、火线) )在低压系统在低压系统在低压系统在低压系统, ,中中中中性点通常接地，性点通常接地，性点通常接地，性点通常接地，所以也称地线。所以也称地线。所以也称地线。所以也称地线。相电压相电压相电压相电压：发电机每相绕组（端线与中线间）的电压：发电机每相绕组（端线与中线间）的电压：发电机每相绕组（端线与中线间）的电压：发电机每相绕组（端线与中线间）的电压线电压线电压线电压线电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压：端线与端线间的电压：端线与
5、端线间的电压、Up+、UlXYZNBCA+2.2.2.2.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定律定律定律定律由相量图可得由相量图可得相量图相量图相量图相量图 30AXYZNBCeA+eC+eB+同理同理三、三相电源的三角形联接三、三相电源的三角形联接三、三相电源的三角形联接三、三相电源的三角形联接+BAC2.8.22.8.2三相电路中负载的联接方法三相电路中负载的联接方法三相负载三相负载三相负载三相负载不对称三相负载：不对称三相负载：不对称三相负载：不对称三相负载： 不满足不满足不满足不满足 Z ZA A = =Z ZB
6、 B = = Z ZC C 如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载如由单相负载组成的三相负载对称三相负载：对称三相负载：对称三相负载：对称三相负载：Z ZA A= =Z ZB B= = Z ZC C 如如如如三相电动机三相电动机三相电动机三相电动机负载分类负载分类单相负载：单相负载：单相负载：单相负载：只需一相电源供电只需一相电源供电只需一相电源供电只需一相电源供电 照明负载、家用电器照明负载、家用电器照明负载、家用电器照明负载、家用电器负载负载负载负载三相负载：三相负载：三相负载：三相负载：需三相电源同时供电需三相电源同时供电需三相电源同时供电需三相电
7、源同时供电 三相电动机等三相电动机等三相电动机等三相电动机等A AB B电源电源电源电源C保险丝保险丝保险丝保险丝三相四线制三相四线制380/220380/220伏伏N N 额定相电压为额定相电压为220伏的单相负载伏的单相负载 额定线电压为额定线电压为380伏的三相负载伏的三相负载三相负载连接原则三相负载连接原则三相负载连接原则三相负载连接原则1. 1. 电源提供的电压电源提供的电压电源提供的电压电源提供的电压= =负载的额定电压；负载的额定电压；负载的额定电压；负载的额定电压；2. 2. 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。单相负载尽量均衡地分配到三相电
8、源上。单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。与三相电源类似，三相负载也有与三相电源类似，三相负载也有与三相电源类似，三相负载也有与三相电源类似，三相负载也有 Y Y和和和和 两种形式两种形式两种形式两种形式ZBZCZAN NZAZBZC线电流：线电流：线电流：线电流：流经端线的电流流经端线的电流流经端线的电流流经端线的电流相电流：相电流：相电流：相电流：流经每相负载的电流流经每相负载的电流流经每相负载的电流流经每相负载的电流线电压：线电压：线电压：线电压：端线间的电压端线间的电压端线间的电压端线间的电压相电压：相电压：相电压：相电压：每相负载两端的电压每相负载两端的电压每相负载两端的电压每相负载
9、两端的电压电源电源-负载的连接方法负载的连接方法Y - YY - - Y - U Up pU Ul lI Ip pI Il lU Up pU Ul lI Ip pI Il l1、负载星形联接的三相电路、负载星形联接的三相电路线电流：线电流：线电流：线电流：流经端线的电流流经端线的电流流经端线的电流流经端线的电流相电流：相电流：相电流：相电流：流经每相负载的电流流经每相负载的电流流经每相负载的电流流经每相负载的电流结论：结论：结论：结论： 负载负载负载负载 Y Y联联联联接时，线电接时，线电接时，线电接时，线电流等于相电流等于相电流等于相电流等于相电流。流。流。流。Y: Y: 三相三线制三相三线
10、制三相三线制三相三线制Y Y0 0：三相四线制三相四线制三相四线制三相四线制（1 1）联接形式）联接形式）联接形式）联接形式+ZBZCZAN NN N+N 电源中性点电源中性点N负载中性点负载中性点（2 2 2 2）负载）负载）负载）负载Y Y 0 0联接三相电路的计算联接三相电路的计算联接三相电路的计算联接三相电路的计算1)1)1)1)负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压负载端的线电压电源线电压2)2)2)2)负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压负载的相电压电源相电压3)3)3)3)线电流相电流线电流相电流线电流相电流线电流相
11、电流Y0 联接时：联接时：4)4)4)4)中线电流中线电流中线电流中线电流负载负载负载负载 Y Y 联接带中线时联接带中线时联接带中线时联接带中线时, , 可将各相分别看作单相电路计算可将各相分别看作单相电路计算可将各相分别看作单相电路计算可将各相分别看作单相电路计算+ZBZCZAN NN N+负载对称时负载对称时,中线无电流中线无电流,可省掉中线。可省掉中线。（3 3 3 3）对称负载）对称负载）对称负载）对称负载Y Y0 0 联接三相电路的计算联接三相电路的计算联接三相电路的计算联接三相电路的计算负载对称时，负载对称时，三相电流也对称。三相电流也对称。负载对称时，只负载对称时，只 需计算一
12、相电流，需计算一相电流，其它两相电流可其它两相电流可根据对称性直接根据对称性直接写出。写出。+ZBZCZAN NN N+例例1 1：N+N RARBRCACB若若RA=RB= RC = 5 ，求线电流及中电流求线电流及中电流若若RA=5 , RB=10 , RC=20 ,求线电流及求线电流及 一星形联接的三相电路，电源电压对称一星形联接的三相电路，电源电压对称.设电设电源线电压源线电压 。 负载负载为电灯组，为电灯组，流流 IN ;中线电流中线电流 IN 。 三相对称三相对称中线电流中线电流解：解： 已知：已知：(1) 线电流线电流N+N RARBRCACB(2) 三相负载不对称三相负载不对称
13、（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分别计算分别计算各线电流各线电流中线电流中线电流例例例例2 2 2 2：照明系统故障分析：照明系统故障分析：照明系统故障分析：照明系统故障分析解解: 1. 1. A A相短路相短路相短路相短路1) 中线未断中线未断 N NR RA AR RCR RB BA AB BN NC C 此时此时此时此时A A相短路电流相短路电流相短路电流相短路电流很大，将很大，将很大，将很大，将A A相熔断丝相熔断丝相熔断丝相熔断丝熔断，而熔断，而熔断，而熔断，而 B B相和相和相和相和C C相相相相未受影响，其相电压未受影响，其相电压未受影响，其相电压未受影响，其相电压仍
14、为仍为仍为仍为220220V, V, 正常工作。正常工作。正常工作。正常工作。 在上例中，试分析下列情况在上例中，试分析下列情况在上例中，试分析下列情况在上例中，试分析下列情况 1. 1. A A相短路相短路相短路相短路: : 中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压； 中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。 2. 2. A A相断路相断路相断路相断路: : 中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压；中性线未断时，求各
15、相负载电压；中性线未断时，求各相负载电压； 中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。中性线断开时，求各相负载电压。 此况下，此况下，此况下，此况下，B B相和相和相和相和C C相的电灯组由于承受电压上所加相的电灯组由于承受电压上所加相的电灯组由于承受电压上所加相的电灯组由于承受电压上所加的电压都超过额定电压（的电压都超过额定电压（的电压都超过额定电压（的电压都超过额定电压（220220V) V) ，这是不允许的。这是不允许的。这是不允许的。这是不允许的。 2) A2) A相短路相短路相短路相短路, , 中线断开中线断开中线断开中线断开时时时时,
16、 , 此时负载中性点此时负载中性点N N 即为即为即为即为A, A, 因此负载各相因此负载各相因此负载各相因此负载各相电压为电压为电压为电压为 A AB BN NC CN Ni iA Ai iCi iB B+ 2. 2. A A相断路相断路相断路相断路 2) 2) 中线断开中线断开中线断开中线断开 B、C相灯仍承受相灯仍承受220V电压电压, 正常工作。正常工作。1) 1) 中线未断中线未断中线未断中线未断变为单相电路，变为单相电路，变为单相电路，变为单相电路，如图如图如图如图( (b)b)所示所示所示所示, , 由图可求得由图可求得由图可求得由图可求得IBCU UA AU UB B+( (b
17、)b) N NR RA AR RCR RB BA AB BN NC C( (a)a)结论结论 1. 1.不对称负载不对称负载不对称负载不对称负载Y Y联接又未接中线时，负载相电压联接又未接中线时，负载相电压联接又未接中线时，负载相电压联接又未接中线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。 2. 2. 中线的作用：保证星形联接三相不对称负载的中线的作用：保证星形联接三相不对称负载的中线的作用：保证星形联接三相不对称负载的中线的作用：保证星形
18、联接三相不对称负载的相电压对称。相电压对称。相电压对称。相电压对称。 3. 3. 照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀闸开关。刀闸开关。刀闸开关。刀闸开关。 一、联接形式一、联接形式2 2、 三角形联接三角形联接线电流线电流线电流线电流: : 流过端线的电流流过端线的电流流过端线的电流流过端线的电
19、流相电流相电流相电流相电流: : 流过每相负载的电流流过每相负载的电流流过每相负载的电流流过每相负载的电流 、 、ZABZBCZCAACB+线电流不等于相电流线电流不等于相电流线电流不等于相电流线电流不等于相电流 2. 相电流相电流1. 负载相电压负载相电压=电源线电压电源线电压即即: UP = Ul 一般电源线电压对称，一般电源线电压对称，一般电源线电压对称，一般电源线电压对称，因此不论负载是否对称，因此不论负载是否对称，因此不论负载是否对称，因此不论负载是否对称，负载相电压始终对称负载相电压始终对称负载相电压始终对称负载相电压始终对称, , 即即二、分析计算二、分析计算ZABZBCZCAA
20、CB+相电流：相电流：线电流：线电流： U UABAB= =U UBCBC= =U UCACA= =U Ul l= =U UP P相量图相量图BCABCACABCABCA30负载对称时负载对称时, 相电流对称相电流对称相电流对称相电流对称，即，即，即，即BC 3. 线电流线电流由相量图可求得由相量图可求得为此线电流也对称，即为此线电流也对称，即为此线电流也对称，即为此线电流也对称，即 。 线电流比相应的相电流线电流比相应的相电流线电流比相应的相电流线电流比相应的相电流滞后滞后滞后滞后3030 。三相负载的联接原则三相负载的联接原则每相负载的额定电压每相负载的额定电压 = 电源的线电压电源的线电
21、压应作应作 联接联接每相每相负载的额定电压负载的额定电压 = 电源线电压电源线电压应作应作 Y 联接联接 应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。电源的联接方式无关。电源的联接方式无关。电源的联接方式无关。 三相电动机绕组可以联接成星形，也可以联接成三三相电动机绕组可以联接成星形，也可以联接成三角形，而照明负载一般都联接成星形（具有中性线）。角形，而照明负载一般都联接成星形（具有中性线）。正误判断正误判断对称负载对称负载对称负载对称负载 Y
22、 Y联接联接联接联接 +ZBZCZAN NN N+4.4 4.4 三相功率三相功率无论负载为无论负载为无论负载为无论负载为 Y Y 或或或或联接，每相有功功率都应为联接，每相有功功率都应为联接，每相有功功率都应为联接，每相有功功率都应为 P Pp p= = U Up p I Ip p coscos p p对称负载对称负载 联接时：联接时： 同理同理对称负载对称负载Y联接时：联接时：相电压与相相电压与相电流的相位差电流的相位差当负载对称时：当负载对称时：P = 3Up Ipcos p对称负载对称负载对称负载对称负载 Y Y联接联接联接联接 正误判断正误判断 = = = =5320V30380AB
23、ZU&Y Y型三相负载对称型三相负载对称已知：已知： 有一三相电动机有一三相电动机, 每相的等效电阻每相的等效电阻R = 29 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 试求下列两种情况下电动机的相电流、试求下列两种情况下电动机的相电流、 线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果：线电流以及从电源输入的功率，并比较所得的结果： (1) 绕组联成星形接于绕组联成星形接于Ul =380 V的三相电源上的三相电源上; (2) 绕组联成三角形接于绕组联成三角形接于Ul =220 V的三相电源上。的三相电源上。例例1:解解: (1)(2)(2) 比较比较(1), (2)的结果的结果: 有的电动机有两
24、种额定电压有的电动机有两种额定电压, 如如220/380 V。此况下此况下,当电源电压为当电源电压为380 V时时, 电动机的绕组应联接成星形；电动机的绕组应联接成星形；当电源电压为当电源电压为220 V时时, 电动机的绕组应联接成三角形电动机的绕组应联接成三角形。在三角形和星形两种联接法中在三角形和星形两种联接法中, 相电压、相电流相电压、相电流以及功率都未改变以及功率都未改变，仅，仅三角形联接情况下的线电流三角形联接情况下的线电流比星形联接情况下的线电流增大比星形联接情况下的线电流增大 倍倍。例例2: 线电压线电压Ul为为380 V的三相电源上，接有两组对称的三相电源上，接有两组对称三相负
25、载：一组是三角形联接的电感性负载，每相三相负载：一组是三角形联接的电感性负载，每相阻抗阻抗 ; 另一组是星形联接的电阻性另一组是星形联接的电阻性负载，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)各电阻负载的相电流；各电阻负载的相电流；(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。A AB BC设设解：解：(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，其他由于三相负载对称，所以只需计算一相，其他由于三相负载对称，所以只需计算一相，其他由于三相负载对称，所以只需计
26、算一相，其他两相可以推出。两相可以推出。两相可以推出。两相可以推出。负载星形联接时，其相（线）电流为负载星形联接时，其相（线）电流为负载星形联接时，其相（线）电流为负载星形联接时，其相（线）电流为负载三角形联接时，其相电流为负载三角形联接时，其相电流为负载三角形联接时，其相电流为负载三角形联接时，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(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 某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装某大楼为日光灯和白炽灯混合照明，需装4
27、0404040瓦瓦瓦瓦 日日日日光灯光灯光灯光灯210210盏盏盏盏( ( ( (coscos 1 1= =0.50.5) ) ) )，6060瓦白炽灯瓦白炽灯瓦白炽灯瓦白炽灯9090盏盏盏盏( ( ( (c cosos 2 2=1=1),),),), 它们的额定电压都是它们的额定电压都是它们的额定电压都是它们的额定电压都是220220V V，由由由由380380V V/ / / /220V220V的电网供电。的电网供电。的电网供电。的电网供电。试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下试分配其负载并指出应如何接入电网。这种情况下试分配其负载并指出
28、应如何接入电网。这种情况下, , , ,线线线线路电流为多少？路电流为多少？路电流为多少？路电流为多少？例例例例3 3 3 3：解解解解: : 1. 1. 该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图N NA AB BC C3030盏盏盏盏+7070盏盏盏盏返回返回 2. 2. 计算线电流计算线电流计算线电流计算线电流设设U .=220/0V解解解解: : 1. 1.该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图该照明系统与电网连接图N NA AB BC C3030盏盏盏盏+7070盏盏盏盏 某大楼电灯发生故障，第二层楼和第三层楼
29、所某大楼电灯发生故障，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？这楼的电灯是如何联接的？同时发问这是什么原因？这楼的电灯是如何联接的？同时发现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又现，第三层楼的电灯比第二层楼的电灯还暗些，这又是什么原因是什么原因？例例例例4 4：解解解解: : 1. 1. 本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图P 三三层层二层二层A AB BC CN N+一层一层 2. 当当P处断开时，二、三层楼的灯串联接处断开时，二、三层楼的灯串联接380V 电压，电压，所所以以亮度变暗，但一层楼的灯仍承受亮度变暗，但一层楼的灯仍承受220V电压亮度不电压亮度不变。变。3.因为因为三楼灯多于二楼灯即三楼灯多于二楼灯即 R R3 3 R R2 2 , 所以三楼灯比所以三楼灯比4.二楼灯暗。二楼灯暗。解：解：解：解：1. 1. 本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图本系统供电线路图A AP B BC CN N三层三层二层二层一层一层+
