1模塊5三相正弦交流電路項目5.2三相負載的連接及其電壓電流關系項目5.3對稱三相電路的計算項目5.4不對稱三相電路的分析項目5.5三相電路的功率項目5.1三相電源1模塊5三相正弦交流電路項目5.2三相負載的連接及其電1

【知識目標】牢固掌握對稱三相正弦量的瞬時表達式、波形、相量表達式及相量圖。牢固掌握三相電路的星形、三角形連接方式及其線電壓與相電壓、線電流與相電流之間的關系。牢固掌握對稱三相電路的分析計算。掌握不對稱星形連接負載的分析方法。模塊五三相正弦交流電路【技能目標】掌握負載兩種連接的線電壓與相電壓、線電流與相電流間的關系。掌握三相電路功率的測量?！菊n時安排】12課時。【知識目標】模塊五三相正弦交流電路【23目前動力電所采用的供電方式絕大多數(shù)是三相制。作為生產(chǎn)用電中最主要的負載，交流電動機大多數(shù)是三相交流電動機。

1891年世界上第一臺三相交流發(fā)電機在德國勞芬發(fā)電廠投運，并建成了第一條從勞芬到法蘭克福的三相交流輸電線路。由于三相電路輸送電力比單相電路經(jīng)濟，三相交流電機的運行效率也比單相交流電機高，因此目前世界上電力系統(tǒng)負荷用電幾乎無例外地采用三相制。

3目前動力電所采用的供電方式絕大多數(shù)是三相制34項目5.1三相電源5.1.1三相對稱電源5.1.2三相電源的連接4項目5.1三相電源5.1.1三相對稱電源5.1.2三相455.1.1三相對稱電源圖5-1三相交流發(fā)電機的原理圖55.1.1三相對稱電源圖5-156當轉子在原動機的帶動下，以均勻速度按順時針方向轉動時，每相定子繞組依次切割磁力線。定子繞組中產(chǎn)生頻率相同，幅值相等的正弦交流電源、及。三個電源電壓的參考方向規(guī)定由定子繞組的始端指向末端。

這種最大值相等，角頻率相同，相位互差的三個正弦交流電源稱為對稱三相電源。6當轉子在原動機的帶動下，以均勻速度按順時針方向轉動時，每相67假定三相發(fā)電機的初始位置如上圖所示，產(chǎn)生的電源最大值為，頻率為，是有效值。如果選擇A相為參考正弦量，則可得出7假定三相發(fā)電機的初始位置如上圖所示，產(chǎn)生的電源最大值為，頻78其對應的正弦波形和相量圖如圖5-2所示。

圖5-2

三相交流電u(t)t0uA

uB

uC

(a)

波形圖

(b)

相量圖

120o120o8其對應的正弦波形和相量圖如圖5-2所示。圖5-2三相89從波形圖和相量圖很顯然可得到這樣的結論：三相對稱電源在任一時刻的和為零。即三相交流電出現(xiàn)正幅值(或零值)的順序稱為相序。圖5-2所示，三相交流電中的相序為A→B→C，稱為正序(或順序)；若相序為C→B→A，則稱為逆序(或反序)。若無特別說明，相序均為正序。9從波形圖和相量圖很顯然可得到這樣的結論：三相對稱電源在任一910三相電源的相量模型圖，如圖5-3所示。圖５-3三相電源模型10三相電源的相量模型圖，如圖5-3所示。10115.1.2三相電源的連接1．三相電源的星形連接三相電源向負載供電時，發(fā)電機的三相定子繞組必須進行恰當?shù)倪B接。把三相定子繞組的末端連在一起，三個始端為電源的輸出端，這種連接形式稱為三相電源的星形連接，用連接表示。末端連接在一起的點稱為中性點（簡稱中點）或零點，用表示，如圖5-4所示。115.1.2三相電源的連接1．三相電源的星形連接1112AuAuCuBCBABCNNuABuBCuCA從中點引出的導線稱為中線或零線，從始端A、B、C引出的三根導線稱為相線或端線，俗稱火線。12AuAuCuBCBABCNNuABuBCuCA從中點引出12相線與中線間的電壓，即每相定子繞組始端與末端之間的電壓，稱為相電壓；參考方向由相線指向中線，電源相電壓用符號、、表示。

相線與相線之間的電壓，即任意兩端線間的電壓，稱為線電壓；用、、表示，參考方向分別為、、.

相線與中線間的電壓，即每相定子繞組始端與末端之間的電壓，稱為1314當三相電源相電壓對稱時（一般三相電源都是對稱的），假設

、、。則線電壓與相電壓的相量關系為其相量圖如圖5-5所示。14當三相電源相電壓對稱時（一般三相電源都是對稱的），假設1415圖5-5對稱三相電源連接時線電壓、相電壓相量關系15圖5-5對稱三相電源連接時線電壓、相電壓相量關系15由相量式和相量圖可知，、、也是對稱三相正弦量，且相序相同。同理，任一時刻三個線電壓的代數(shù)和也為零。且：

因此三相電源星形連接有兩種供電方式，一種是三相四線制，另一種是三相三線制即無中線。目前電力網(wǎng)的低壓供電系統(tǒng)（又稱民用電）為三相四線制，此系統(tǒng)供電的線電壓是，相電壓是

，通常寫作電源電壓。由相量式和相量圖可知，、、也16172．三相電源的三角形連接

三相電源的三角形連接就是把三相電源的始、末端依次相接，由三個連接點引出三條相線就形成三相電源的三角形連接，如圖5-6（a）所示。

（a）三相電源三角形連接(b)正確連接的電壓相量圖

172．三相電源的三角形連接

三相電源的三角形連接就是把三相1718由圖可以看出線電壓就是相應的相電壓，即

三相電源作三角形連接時，要注意接法的正確性，當三相電源連接正確時，據(jù)KVL，有

18由圖可以看出線電壓就是相應的相電壓，即三相電源作三角1819若一相電源的始、末端接反（如A相接反），此時回路電壓的相量關系為是一相電源電壓的兩倍，相量圖如圖5-6(c)所示，即兩倍的電源電壓作用于三相閉合回路，而三相電源的內(nèi)阻抗又很小，因此在回路中會產(chǎn)生很大的環(huán)流，以至燒壞電源。19若一相電源的始、末端接反（如A相接反），此時回路電壓的相19

(c)A相接反的電壓相量圖當三相發(fā)電機的繞組采用三角形連接，發(fā)電機空載運行時，只要三相電壓存在一點偏差，三相電壓相量和不為0，發(fā)電機繞組有環(huán)流；接入負載時，如果負載存在一點不平衡，發(fā)電機回路三相電壓不對稱會更加嚴重，發(fā)電機繞組環(huán)流會進一步加大，存在損壞發(fā)電機繞組的風險，所以發(fā)電機不允許采用三角形連接。(c)A相接反的電壓相量圖當三相發(fā)電機的繞組采用三角形連接20重點串聯(lián)對稱三相正弦量

重點串聯(lián)對稱三相正弦量21三相電源

三相電源22三相負載

三相電路

三相負載三相電路23三相功率

三相功率24三相功率的測量

三相功率的測量2526模塊5三相正弦交流電路項目5.2三相負載的連接及其電壓電流關系項目5.3對稱三相電路的計算項目5.4不對稱三相電路的分析項目5.5三相電路的功率項目5.1三相電源1模塊5三相正弦交流電路項目5.2三相負載的連接及其電26

【知識目標】牢固掌握對稱三相正弦量的瞬時表達式、波形、相量表達式及相量圖。牢固掌握三相電路的星形、三角形連接方式及其線電壓與相電壓、線電流與相電流之間的關系。牢固掌握對稱三相電路的分析計算。掌握不對稱星形連接負載的分析方法。模塊五三相正弦交流電路【技能目標】掌握負載兩種連接的線電壓與相電壓、線電流與相電流間的關系。掌握三相電路功率的測量?！菊n時安排】12課時?！局R目標】模塊五三相正弦交流電路【2728目前動力電所采用的供電方式絕大多數(shù)是三相制。作為生產(chǎn)用電中最主要的負載，交流電動機大多數(shù)是三相交流電動機。

1891年世界上第一臺三相交流發(fā)電機在德國勞芬發(fā)電廠投運，并建成了第一條從勞芬到法蘭克福的三相交流輸電線路。由于三相電路輸送電力比單相電路經(jīng)濟，三相交流電機的運行效率也比單相交流電機高，因此目前世界上電力系統(tǒng)負荷用電幾乎無例外地采用三相制。

3目前動力電所采用的供電方式絕大多數(shù)是三相制2829項目5.1三相電源5.1.1三相對稱電源5.1.2三相電源的連接4項目5.1三相電源5.1.1三相對稱電源5.1.2三相29305.1.1三相對稱電源圖5-1三相交流發(fā)電機的原理圖55.1.1三相對稱電源圖5-13031當轉子在原動機的帶動下，以均勻速度按順時針方向轉動時，每相定子繞組依次切割磁力線。定子繞組中產(chǎn)生頻率相同，幅值相等的正弦交流電源、及。三個電源電壓的參考方向規(guī)定由定子繞組的始端指向末端。

這種最大值相等，角頻率相同，相位互差的三個正弦交流電源稱為對稱三相電源。6當轉子在原動機的帶動下，以均勻速度按順時針方向轉動時，每相3132假定三相發(fā)電機的初始位置如上圖所示，產(chǎn)生的電源最大值為，頻率為，是有效值。如果選擇A相為參考正弦量，則可得出7假定三相發(fā)電機的初始位置如上圖所示，產(chǎn)生的電源最大值為，頻3233其對應的正弦波形和相量圖如圖5-2所示。

圖5-2

三相交流電u(t)t0uA

uB

uC

(a)

波形圖

(b)

相量圖

120o120o8其對應的正弦波形和相量圖如圖5-2所示。圖5-2三相3334從波形圖和相量圖很顯然可得到這樣的結論：三相對稱電源在任一時刻的和為零。即三相交流電出現(xiàn)正幅值(或零值)的順序稱為相序。圖5-2所示，三相交流電中的相序為A→B→C，稱為正序(或順序)；若相序為C→B→A，則稱為逆序(或反序)。若無特別說明，相序均為正序。9從波形圖和相量圖很顯然可得到這樣的結論：三相對稱電源在任一3435三相電源的相量模型圖，如圖5-3所示。圖５-3三相電源模型10三相電源的相量模型圖，如圖5-3所示。35365.1.2三相電源的連接1．三相電源的星形連接三相電源向負載供電時，發(fā)電機的三相定子繞組必須進行恰當?shù)倪B接。把三相定子繞組的末端連在一起，三個始端為電源的輸出端，這種連接形式稱為三相電源的星形連接，用連接表示。末端連接在一起的點稱為中性點（簡稱中點）或零點，用表示，如圖5-4所示。115.1.2三相電源的連接1．三相電源的星形連接3637AuAuCuBCBABCNNuABuBCuCA從中點引出的導線稱為中線或零線，從始端A、B、C引出的三根導線稱為相線或端線，俗稱火線。12AuAuCuBCBABCNNuABuBCuCA從中點引出37相線與中線間的電壓，即每相定子繞組始端與末端之間的電壓，稱為相電壓；參考方向由相線指向中線，電源相電壓用符號、、表示。

相線與相線之間的電壓，即任意兩端線間的電壓，稱為線電壓；用、、表示，參考方向分別為、、.

相線與中線間的電壓，即每相定子繞組始端與末端之間的電壓，稱為3839當三相電源相電壓對稱時（一般三相電源都是對稱的），假設

、、。則線電壓與相電壓的相量關系為其相量圖如圖5-5所示。14當三相電源相電壓對稱時（一般三相電源都是對稱的），假設3940圖5-5對稱三相電源連接時線電壓、相電壓相量關系15圖5-5對稱三相電源連接時線電壓、相電壓相量關系40由相量式和相量圖可知，、、也是對稱三相正弦量，且相序相同。同理，任一時刻三個線電壓的代數(shù)和也為零。且：

因此三相電源星形連接有兩種供電方式，一種是三相四線制，另一種是三相三線制即無中線。目前電力網(wǎng)的低壓供電系統(tǒng)（又稱民用電）為三相四線制，此系統(tǒng)供電的線電壓是，相電壓是

，通常寫作電源電壓。由相量式和相量圖可知，、、也41422．三相電源的三角形連接

三相電源的三角形連接就是把三相電源的始、末端依次相接，由三個連接點引出三條相線就形成三相電源的三角形連接，如圖5-6（a）所示。

（a）三相電源三角形連接