1,项目四 三相交流电路,电工技术,任务二 负载的星形联结,任务一 三相电源,项目四 三相交流电路,任务三 负载的三角形联结,任务四 三相电路的功率,任务一 三相电源,4,任务一、三相电源,现代电力系统中的供电方式几乎全部采用三相正弦交流电。,原因：,三相输电比单相输电节省导线材料,三相交流电机比单相交流电机性能好、经济效益高。,5,任务一、三相电源,（一）三相交流发电机结构,直流励磁的电磁铁,一、三相电压的产生,转子,定子,三相交流发电机示意图,电磁感应,绕组,-,6,任务一、三相电源,（二）工作原理,转子磁极匀速旋转，在各绕组中产生正弦感应电动势，这些感应电动势的幅值、频率相等，相位相差1200，相当于3个独立的交流电压源。,7,任务一、三相电源,（四）相量图,（三）波形图,相量表示,三相电动势瞬时表示式,8,任务一、三相电源,对称三相电动势的瞬时值之和为 0,相序三相交流电到达正最大值的顺序。,幅值相等 频率相同 相位互差120,对称三相电动势,（五）三个正弦交流电动势满足特征,9,（一）联结方式,中性线(零线、地线),端线(相线、火线),在低压系统，中性点通常接地，也称地线,发电机三相绕组端线的联结方式,三相四线制电源 380/220伏,二、三相电源的星形联结,任务一、三相电源,10,1,任务一、三相电源,相电压：端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压。,线电压：端线与端线间的电压。,有效值Up,有效值Ul,输出两种电压：,11,任务一、三相电源,（二) 线电压与相电压的关系,根据KVL定律,由相量图可得,相量图,30,12,任务一、三相电源,实际中: 相电压 UP=220伏, 线电压 Ul= UP=380伏,三相线电压也是对称的。,线电压 Ul= UP ，且超前相应的相电压300,任务二 负载的星形联结,14,任务二、负载的星形联结,概述,2.负载的联结 星形（ Y ）联结 星形（ ）联结,1.负载分类,15,任务二、负载的星形联结,星形（Y）联结即把大量单相负载分成3组，分别接电源L1N、L2N和L3N之间，称为U、V、W三相负载，组成不对称的三相负载。,有中性线,不接中性线,16,任务二、负载的星形联结,负载星形联结的三相四线制电路,负载星形联结的联结形式（三相不对称负载）,N负载中性点,N电源中性点,三相负载的复阻抗,17,（一）每相负载电压等于电源相电压。,三、负载星形联结时的电路基本关系,若不计中性线及各相线的阻抗,18,任务二、负载的星形联结,线电流Il：流过端线的电流,相电流IP ：流过每相负载的电流,（二）相电流等于相应的线电流。,19,任务二、负载的星形联结,（三） 各相电流可分成三个单相电路分别计算,即,20,任务二、负载的星形联结,若三相负载对称,所以负载对称时，三相电流也对称。,则有,负载对称时，只需计算出任一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出,21,任务二、负载的星形联结,中线电流（三相负载不对称）：,（四）中性线电流等于三相电流之和,22,任务二、负载的星形联结,若三相负载对称，则有,负载对称时：中性线无电流,可省掉中性线，成为三相三线制系统,负载不对称时：中性线有电流,中性线不能除，否则负载上三相电压不对称，不能正常工作,23,任务二、负载的星形联结,不对称电路实例照明电路,若U相负载短路或断路:则U相灯泡熄灭，而V、W两相灯泡仍承受相电压220V，工作正常。,在三相四线制中，一相发生故障，不影响其它两相工作,图(a)，线电压为380V，灯泡承受相电压220V。,若有中性线,24,任务二、负载的星形联结,U相断路时图(c) ：U、V两相负载串联后承受380V电压，由于U、V两相负载一般不相等，所承受电压也不相等，可能低于额定电压，灯泡不能正常发光，也可能高于额定电压，灯泡烧毁。,U相负载短路时图(b) ：V、W两相将承受380V电压，如会使V、W两相灯泡全部烧毁。,若无中性线,25,任务二、负载的星形联结,在三相四线制中，在无中性线的情况下，一相发生故障，就要影响其它两相的正常工作,为了保证负载的相电压对称，中性线上不准接熔断器和开关，而且中性线要具有足够机械强度。,26,任务二、负载的星形联结,【例4-2-1】,三相四线制电路如下图所示，已知每相负载阻抗Z=（6+8j），外加线电压Ul=380V，试求负载的相电压和相电流。,27,任务二、负载的星形联结,解: 三相负载对称: ZU=ZV=ZW=Z =（6+8j）,相位差角：,故可归结到一相计算,相电压：,相电流：,28,任务二、负载的星形联结,若选 为参考相量，则:,任务三 负载的三角形联结,30,一、负载三角形联结的联结方式,三角形联结：如单相负载的额定电压等于三相电源电压，就必须把这类负载接于两根火线之间，即分别接于电源L1L2、L2L3、L3L1之间。,任务三、负载的三角形联结,31,任务三、负载的三角形联结,负载的相电压：每相负载两端的电压。,负载端的线电压：负载一侧端线之间的电压。,负载三角形联结的联结形式,三相三线 制电源,32,任务三、负载的三角形联结,相电流和线电流的关系?,相电流: 流过每相负载的电流 、 、,线电流: 流过端线的电流 、 、,负载的相电 压和线电压的关系?,33,二、负载三角形联结时的电路基本关系,任务三、负载的三角形联结,UP = Ul,有效值关系为,（一）每相负载承受电源线电压,即,34,任务三、负载的三角形联结,（二） 各相电流可分成三个单相电路分别计算,35,任务三、负载的三角形联结,负载对称时, 相电流对称，即,IUV=IVW=IWU=IP,36,负载对称时,由相量图可求得：,线电流比相应的相电流滞后30,作三角形联结时，相电压对称。若一相断开，并不影响其他两相工作,任务三、负载的三角形联结,（三）各线电流由两个相邻的相电流决定,37,【例4-3-1】,三相三线制电路如下图所示，已知每相负载复阻抗Z=（6+8j），外加线电压Ul=380V，试求工作时负载的相电流和相电流。,任务三、负载的三角形联结,38,解: 三相负载对称: ZU=ZV=ZW=Z =（6+8j）,相位差角：,故可归结到一相计算,所以，线电流：,相电流：,任务三、负载的三角形联结,任务四 三相电路的功率,40,负载对称时：,一、负载为星形联结时三相总有功功率,所以,分别为所在相的相电压与相电流间的相位差。,星形接法时：,由于线电压和线电流的测量比较方便，功率常用线电压和线电流表示。,任务四、三相电路的功率,等于三相有功功率之和,41,负载对称时：,所以,三角形接法时：,任务四、三相电路的功率,二、负载为三角形联结时三相总有功功率,在对称电路中，无论负载为 Y 或联结，三相电路的总有功功率均可表示为：,相电压与相 电流的相位差,等于三相有功功率之和,42,任务四、三相电路的功率,三、三相电路的无功功率和视在功率,在对称电路中：,等于三相无功功率之和,在对称电路中：,1. 无功功率,2. 视在功率,不等于三相视在功率之和,等于三相视在功率之和,43,【例4-4-1】,三相负载Z=（6+8j），接于380V线电压上，试求分别用星形接法和三角形接法时三相电路的总功率。,解: 每相负载阻抗:,星形接法：,三角形接法：,任务四、三相电路的功率,小结,项目四 三相交流电路,45,一、知识结构图,定义：三相电动势，相线，相电压，,线电压，相序，相量图,Y形联结,形联结,电源,三相交流电路,负载,Y形联结、形联结,四线制,对称,不对称,三线制,对称,不对称,对称,不对称,功率,有功功率,对称,不对称,无功功率,视在功率,对称,不对称,对称,不对称,46,（一）三相电源,1.电动势的特点：三相对称，即幅值相同，频率相同，相位相差1200。相当于3个独立的交流电压源。,2.相电压：是指在三相四线制供电系统中，相线与中性线之间的电压。在我国低压供电系统中通常相电压为220V。,3.线电压：是指在三相四线制供电系统中，相线与相线之间的电压。在我国低压供电系统中通常线电压为380V。线电压是相电压的 倍，在相位上超前相应的相电压300。,二、需掌握的知识要点,47,（二）三相负载的接法,两种接法：星形联结、三角形联结。,选择哪种要视负载的额定电压与电源电压决定。,1.星形联结,（1）三相对称负载时：中性线电流为零，故中性线可不接；三相负载不对称时：则必须接中性线，以保证各相相电压对称。,（2）各相负载承受相电压，线电流等于相电流。,2.三角形联结,（2）三相对称负载时：线电流等于 倍的相电流。,（1）各相负载承受线电压，线电流等于相邻两相电流之差。,48,第四章、小结,（三）功率,1.可分别计算各相的有功功率和无功功率，相加后得三相有功功率和三相无功功率。,3.若三相负载对称，则不论是星形联结，还是三角形联结，都可用以下公式计算三相功率。,2.三相视在功率 ，一般不等于各相视在功率之和，除非三相负载对称。,素材库,附件,50,为了方便各位老师根据不同的教学风格修改课件，这里将一部分自行制作的素材库附上。,说 明,素材库包括：元器件、电路符号、各种变量、波形、圆点标记等。,51,+VCC,C,VBB,R,RL,讨论,附件：素材库,us,u,ZL ,PN,Ia,+ ,链接EDA3,【例10-2-9】,i1,