海南大学教案 课程名称：电工技术 任课教师： 第5章三相电路 计划学时：4学时 教学目的和要求； 1.掌握对称三相负载Y和△联结时相线电压、相线电流关系。 2.掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解 中线的作用。 3.掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。 重点： 1.对称三相负载Y和△联结时相线电压、相线电流关系。 2.对称三相电路电压、电流及功率的计算。 难点： 三相不对称负载电路的计算 作业思考题： 作业：5.2.1,5.2.4,5.3.1,5.4.1,5.4.2,5.4.3 思考：5.2.3 134
134 海南大学教案 课程名称:电工技术 任课教师: 第 5 章 三相电路 计划学时:4 学时 教学目的和要求: 1. 掌握对称三相负载 Y 和△联结时相线电压、相线电流关系。 2. 掌握三相四线制供电系统中单相及三相负载的正确联接方法，理解 中线的作用。 3. 掌握对称三相电路电压、电流及功率的计算。 重点: 1. 对称三相负载 Y 和△联结时相线电压、相线电流关系。 2. 对称三相电路电压、电流及功率的计算。 难点: 三相不对称负载电路的计算 作业思考题: 作业：5.2.1，5.2.4，5.3.1，5.4.1，5.4.2，5.4.3 思考：5.2.3
第5章三相电路 S5.1三相电压 一.三相电压的产生 三相电压是由三相交流 发电机根据电磁感应的原理 产生的。 三相交流发电机的原理 图如右，它主要由转子和定 子组成。定子铁心的内圆周 冲有槽，用以放置三相定子 (首端)P + + 2 绕组，它们的始端标以A、 ec B、C,末端标以X、Y、Z。 (尾端)6 三绕组始端（或末端）彼此 相隔120°。转子铁心上饶有直流励磁绕组。当转子由原动机带动，并以顺 时针方向匀速转动时，励磁绕组中的直流电流在转子和定子间产生恒定的 旋转磁场。根据电磁感应原理，定子绕组中就产生了对称的三相电动势， 三相绕组上得出频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相对称正弦电压。 二，三相电压表示式 1.瞬时表示式 UA =Um sin1 ua =U sin(@t-120) uc =U sin(@t+120) 135
135 第 5 章 三相电路 §5.1 三相电压 一．三相电压的产生 三相电压是由三相交流 发电机根据电磁感应的原理 产生的。 三相交流发电机的原理 图如右，它主要由转子和定 子组成。定子铁心的内圆周 冲有槽，用以放置三相定子 绕组，它们的始端标以 A、 B、C，末端标以 X、Y、Z。 三绕组始端（或末端）彼此 相隔 120o 。转子铁心上饶有直流励磁绕组。当转子由原动机带动，并以顺 时针方向匀速转动时，励磁绕组中的直流电流在转子和定子间产生恒定的 旋转磁场。根据电磁感应原理，定子绕组中就产生了对称的三相电动势， 三相绕组上得出频率相同、幅值相等、相位互差 120o 的三相对称正弦电压。 二. 三相电压表示式 1．瞬时表示式 u U sint A m sin( 120 ) B m u U t sin( 120 ) C m u U t (尾端) eA eB eC X A B Y C Z (首端) + + + – –– Z A Y + N X S C B
2.相量表示 UA=U∠0°=U 0 d。=w-1w=Ue-5 30 ie=U∠+1w=e5 3.相量图 见右图，由图可知UA+UB+Uc=0,即：4A+uB+c=0 由此可得出三个正弦交流电压的特征：最大值相等；频率相同：相位 互差120°。也称为对称三相电压。 三相交流电到达正最大值的顺序称为相序，供电系统三相交流电的相 序为A、B、C。 三.三相电源的联结方式 1.三相电源的星形联结 (①)联接方式 将三相绕组的末端连接在一起，称为中性点或零点，用N表示，从该 点引出的导线称为中性线或零线；从首端A,B,C引出的三根导线称为相 线或端线，俗称火线。 (2)线电压与相电压的关系 端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压为相电压，表示为 0、0。Uc,其有效值一般地用Up表示。 端线与端线间的电压为线电压，表示为心、c、U其有效值一般地
136 2．相量表示 ) 2 3 j 2 1 B 120 ( U U U ) 2 3 j 2 1 C 120 ( U U U 3．相量图 见右图，由图可知 A B C 0 U U U ，即： 0 uA uB uC 由此可得出三个正弦交流电压的特征：最大值相等；频率相同；相位 互差 120°。也称为对称三相电压。 三相交流电到达正最大值的顺序称为相序，供电系统三相交流电的相 序为 A、B、C。 三．三相电源的联结方式 1．三相电源的星形联结 (1) 联接方式 将三相绕组的末端连接在一起，称为中性点或零点，用 N 表示，从该 点引出的导线称为中性线或零线；从首端 A，B，C 引出的三根导线称为相 线或端线，俗称火线。 (2) 线电压与相电压的关系 端线与中性线间（发电机每相绕组）的电压为相电压，表示为 UA UB UC 、 、 ，其有效值一般地用 Up 表示。 端线与端线间的电压为线电压，表示为UAB UBC UCA 、 、 其有效值一般地 U U U A 0 UB 30o UAB UA UC UB
用U表示。 + 、0A e B 中性点 Uc+ 根据KVL定律得： UAB=UA-UB 09 0c=U。-0c 30 UcA =Uc-U 由相量图可得： 0AB=V30A∠30°=V3Up∠30=U∠30 同理：0c=V30。∠30°=WU。∠-90°=U1∠-90 0cA=V50e∠30°=V3。∠150°=U1∠150° 由此得出结论：电源Y形联接时，线电压U,=√3U,且超前相应的 相电压。 30°，三相线电压也是对称的。 2.三相电源的三角形联结 + A U.Ver AA人 .B + 137
137 用 Ul表示。 根据 KVL 定律得： UAB UA UB UBC UB UC UCA UC UA 由相量图可得： 3 30 UAB UA 3 30 UP UL 30 同理： 3 30 3 90 90 UBC UB UP UL 3 30 3 150 150 UCA UC UP UL 由此得出结论：电源 形联接时，线电压 3 , Ul U P 且超前相应的 相电压。 30°，三相线电压也是对称的。 2．三相电源的三角形联结 中性点 – UC + – + UB + – UA X Y Z N B C A eA + – eC + – eB + – U AB – + – + UBC – + UCA UB 30 ° UAB UA UC UB
类似星形的推导过程，可得出三角形联接的结论： 电源△形联接时，相电压等于线电压线电流L,=√31p,且超前相应的 线电流30°，三相电流也是对称的。 S5.2负载星形联结的三相电路 负载通常分两类：三相负载和单相负载。需要三相电源同时供电的为 三相负载；如三相电动机等。只需一相电源供电的为单相负载。如照明负 载、家用电器等。 三相负载通常又分三相对称负载和三相不对称负载。若Z=ZB=Zc, 则称为三相对称负载，如三相电动机。若不满足Z=乙=Zc,则称为三相不 对称负载，如由单相负载组成的三相负载。 三相负载的联接方法有两种一星形Y和三角形△。至于采用哪种方法， 要根据负载的额定电压和电源电压确定。三相负载连接原则： (1)电源提供的电压=负载的额定电压： (2)单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。 电源一般是星形联结。负载星形联结的三相电路通常分为负载星形联 结的三相四线制Y。(对称和非对称)、负载星形联结的对称三相三线制Y。 下面我们对星形联结的三相电路进行计算。 一.负载星形联结的三相四线制电路的计算 下图是三相四线制电路，设其线电压为380V。负载如何连接，应视其 额定电压而定。通常电灯（单相负载）的额定电压为220V,因此要接在相 线和中性线之间，要均衡分配在不同的相中，下图电灯的联结法称为星形 联结，其它单相负载如电炉等，应接在相线之间还是相线与中性线之间
138 类似星形的推导过程，可得出三角形联接的结论： 电源形联接时，相电压等于线电压线电流 3 , P I I l 且超前相应的 线电流 30°，三相电流也是对称的。 §5.2 负载星形联结的三相电路 负载通常分两类：三相负载和单相负载。需要三相电源同时供电的为 三相负载；如三相电动机等。只需一相电源供电的为单相负载。如照明负 载、家用电器等。 三相负载通常又分三相对称负载和三相不对称负载。若 ZA=ZB= ZC， 则称为三相对称负载，如三相电动机。若不满足 ZA=ZB=ZC，则称为三相不 对称负载，如由单相负载组成的三相负载。 三相负载的联接方法有两种—星形 Y 和三角形 。至于采用哪种方法， 要根据负载的额定电压和电源电压确定。三相负载连接原则： （1）电源提供的电压=负载的额定电压； （2）单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。 电源一般是星形联结。负载星形联结的三相电路通常分为负载星形联 结的三相四线制 Y0（对称和非对称）、负载星形联结的对称三相三线制 Y。 下面我们对星形联结的三相电路进行计算。 一．负载星形联结的三相四线制电路的计算 下图是三相四线制电路，设其线电压为 380V。负载如何连接，应视其 额定电压而定。通常电灯（单相负载）的额定电压为 220V，因此要接在相 线和中性线之间，要均衡分配在不同的相中，下图电灯的联结法称为星形 联结，其它单相负载如电炉等，应接在相线之间还是相线与中性线之间