1、2、三相電源的連接；重點(diǎn)：第19講 三相電路3、三相電路的計(jì)算；1、三相電源及對(duì)稱三相電源；4、三相電路的功率。9.3 三相電源一、三相電源引入： 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常會(huì)遇到“多相制”的交流電路，多相制電路是由多相電源供電的電路。多相電路以相的數(shù)目來(lái)分，可分為兩相、三相、六相等。在多相制中，三相制有很多優(yōu)點(diǎn)，所以它的應(yīng)用最為廣泛。 定義： 概括地說(shuō)，三相交流電源是三個(gè)單相交流電源按一定方式進(jìn)行的組合。 三相電源的產(chǎn)生： 三相供電系統(tǒng)的三相電源是三相發(fā)電機(jī)。下圖所示是三相發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，它有定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。定子鐵心的內(nèi)圓周的槽中對(duì)稱地安放著三個(gè)繞組（線圈）AX、BY和CZ。A、B、C為始端；X

2、、Y、Z為末端。三繞組在空間上彼此間隔120o。轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的電磁鐵。當(dāng)轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)時(shí)，AX、BY、CZ三繞組的兩端將分別感應(yīng)出振幅相等、頻率相同的三個(gè)正弦電壓uA（t）、uB（t）、uC（t）。 對(duì)稱三相電源： 由三個(gè)振幅相等、頻率相同、相位彼此相差120o的三個(gè)單相正弦電源組合而成的電源稱為對(duì)稱三相正弦電源。 若以 作為參考相量，這三個(gè)電壓相量為：下圖所示為三個(gè)單相電源的相量圖和波形圖。 相序： 按照各相電壓經(jīng)過(guò)正峰值的先后次序來(lái)說(shuō)，若它們的順序是A-B-C-A時(shí)，稱為正序，若為A-C-B-A時(shí)，稱為負(fù)序。以上各式就是正序時(shí)三個(gè)單相電源電壓的相量形表達(dá)式。說(shuō)明： 工程上通用的相序是正序，如果

3、不加說(shuō)明，都是指的這種相序。用戶可以改變?nèi)嚯娫磁c三相電動(dòng)機(jī)的連接方式來(lái)改變相序，從而改變?nèi)嚯妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。二、三相電源的連接1、星形連接 定義： 將三相電源的每一個(gè)繞組的末端X、Y、Z連在一起，組成一個(gè)公共點(diǎn)N，對(duì)外形成A、B、C、N四個(gè)端子，這種聯(lián)接形式稱為三相電源的星形聯(lián)接（也叫Y形聯(lián)接）。 下圖所示為三相電源的星形連接及其相量圖。 名詞解釋：火線從三相電源的始端A、B、C引出的導(dǎo)線稱為端線或火線 。零線從中點(diǎn)N引出的導(dǎo)線稱為中線或零線。 線電流流出端線的電流稱為線電流 。相電流每一相繞組中的電流稱為相電流。 線電壓端線與端線間的電壓稱為線電壓。相電壓每相繞組兩端的電壓稱為相電壓。

4、電壓、電流關(guān)系： （1）三相電源作星形聯(lián)接時(shí)，線電流和對(duì)應(yīng)的相電流相等。 （2）三相電源作星形連接時(shí)，線電壓是相電壓的倍，相位超前對(duì)應(yīng)的相電壓30o 。若用Ul表示線電壓的有效值，用UP表示相電壓的有效值，則有 （3）三個(gè)線電壓與相電壓一樣，也具有對(duì)稱性。 強(qiáng)調(diào)： 三個(gè)相電壓只有在對(duì)稱時(shí)它們的和為零，不對(duì)稱時(shí)它們的和不為零，而三個(gè)線電壓之和則不論對(duì)稱與否均為零。 實(shí)際應(yīng)用： 因?yàn)槿嚯娫吹南嚯妷簩?duì)稱，所以在三相四線制的低壓配電系統(tǒng)中，可以得到兩種不同數(shù)值的電壓，即相電壓220 V與線電壓380 V。一般家用電器及電子儀器用220 V，動(dòng)力及三相負(fù)載用380 V。2、三角形連接 定義： 將三相電

5、源各相的始端和末端依次相連，再由A、B、C引出三根端線與負(fù)載相連。 下圖所示為三相電源的三角形連接。 三相電源作三角形聯(lián)接時(shí)，其線電壓和相電壓相等，線電流等于相電流的倍，相位滯后對(duì)應(yīng)的相電流30o。 注意： 由于發(fā)電機(jī)每組繞組本身的阻抗較小，所以當(dāng)三相電源接成三角形時(shí)，其閉合回路內(nèi)的阻抗并不大。通常因回路內(nèi)uA+uB+uC=0，所以在負(fù)載斷開時(shí)電源繞組內(nèi)并無(wú)電流。如果三相電壓不對(duì)稱，或者雖然對(duì)稱，但有一相接反，則uA+uB+uC0，即使外部沒(méi)有負(fù)載，閉合回路內(nèi)仍有很大的電流，這將使繞組過(guò)熱，甚至燒毀。所以三相電源作三角形連接時(shí)必須嚴(yán)格按照每一相的末端與次一相的始端連接。在判斷不清時(shí)，應(yīng)保留最后

6、兩端鈕不接（例如Z端與A端），成為開口三角形，用電壓表測(cè)量開口處電壓（例如uAZ），如果讀數(shù)為零，表示接法正確，再接成封閉三角形。三、三相電源和負(fù)載的連接 單相負(fù)載： 為保證各個(gè)單相負(fù)載電壓穩(wěn)定，各單相負(fù)載均以并聯(lián)形式接入電路。在單相負(fù)荷較大時(shí)，如大型居民樓供電，可將所有單相負(fù)載平分為三組，分別接入A、B、C三相電路。 三相負(fù)載： 三相電源與三相負(fù)載連接，可以組成以下幾種三相電路：三相四線制的Y-Y聯(lián)接、三相三線制的Y-Y聯(lián)接、Y-聯(lián)接、-Y聯(lián)接和-聯(lián)接等。 說(shuō)明： 三相負(fù)載主要是一些電力負(fù)載及工業(yè)負(fù)載。三相負(fù)載的聯(lián)接方式有Y形聯(lián)接和形聯(lián)接。當(dāng)三相負(fù)載中各相負(fù)載都相同，即ZA=ZB=ZC=Z=

7、|Z| 時(shí)，稱為三相對(duì)稱負(fù)載，否則，即為不對(duì)稱負(fù)載。 9.4 三相電路的計(jì)算一、分析方法 三相電路由于電源和負(fù)載的聯(lián)接方式較多，負(fù)載又分為單相、三相對(duì)稱、三相不對(duì)稱等，因而計(jì)算時(shí)需考慮的問(wèn)題也較多。本節(jié)僅對(duì)對(duì)稱三相電路（三相對(duì)稱電源和三相對(duì)稱負(fù)載相連組成的電路）進(jìn)行分析。單相負(fù)載和三相不對(duì)稱負(fù)載可用正弦電路的一般分析方法進(jìn)行分析。特別指出： 對(duì)于Y-Y聯(lián)接的三相四線制對(duì)稱三相電路，列出電路的結(jié)點(diǎn)方程，得到17中線上的電壓為 由于 ，相當(dāng)于中線短路，每相負(fù)載上的電壓是相電壓，其電流可以單獨(dú)計(jì)算如下：【例19-1】 今有三相對(duì)稱負(fù)載作星形聯(lián)接，設(shè)每相負(fù)載的電阻為R=12，感抗為XL=16，電源線壓

8、 ，試求各相電流。解：由于負(fù)載對(duì)稱，只需計(jì)算其中一相即可推出期余兩相。 相電壓相電流【例19-2】 三相四線制中的負(fù)載為純電阻，RA=10，RB= 5，RC=2，負(fù)載的相電壓為220V，中線阻抗ZN= 0，試求各相負(fù)載上和中線上的電流。解：相電壓各負(fù)載上的相電流為根據(jù)相量形式的KCL得中線電流為【例19-3】 已知一對(duì)稱三角形負(fù)載，接入線電壓為380V的電源中，測(cè)出線電流為15A，試求每相負(fù)載的阻抗。解：三角形接法時(shí)，每相的相電流為 9.5 三相電路的功率 三相電路的總功率，等于三相負(fù)載各相的功率之和，即 P = PA + PB + PC 對(duì)于三相對(duì)稱負(fù)載，各相電壓、電流大小相等，阻抗角相同，

9、故各相的有功功率是相等的，即P= PA+ PB+ PC = UAIAcosA+UBIBcosB+UCICcosC =3UPIP cos 上式中，UP是相電壓的有效值，IP是相電流的有效值，為UP與IP的相位差，cos是功率因數(shù)。由于設(shè)備銘牌中給出的電壓、電流均是指額定線電壓UN和額定線電流IN，故無(wú)論是Y形連接還是形連接，三相有功功率的常用計(jì)算公式都可表示為同理，三相電路的無(wú)功功率為 Q=QA+QB+QC = 3UPIPsin = 三相電路的視在功率為三相功率的測(cè)量： 測(cè)量三相電路的功率，對(duì)于三相四線制，應(yīng)對(duì)各相分別測(cè)量，通過(guò)求和得到三相電路的總功率，如下圖（1）所示；對(duì)于三相三線制，可用兩瓦計(jì)法，如下圖（2）所示。【例19-4】 一臺(tái)三相電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=75kW，UN=3000V，cosN=0.85，效率N=0.82，試求額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的電流IN為多少？電機(jī)的有功功率、無(wú)功功率及視在功率各為多少？解： 電機(jī)的額定功率PN是指機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率，則電動(dòng)機(jī)的電功率P為 故電機(jī)的額定功率為電機(jī)的容量為電機(jī)消耗的無(wú)功功率為本講小結(jié) 1、由三相電源供電的電路，稱為三相電路。對(duì)稱三相電源的電壓是頻率相同、相位相差120o的正弦電壓。 2、