第四章第1节三相交变电流

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第 四 章
第一节
三相交变电流
内容
三相电动势的产生
三相交流电源与负载的连接
星形接法
三角形接法
1 三相电动势的产生
N
S

A
X
e
在两磁极中间，放一个线圈。
根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由A X。
让线圈以

的速度顺时
针旋转。
合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势。



A
X
Y
C
B
Z
S
N
定子
转子

定子中放三个线圈：
A X
B Y
C Z
首端
末端
三线圈空间位置
各差120o
转子装有磁极并以
的速度旋转。三个
线圈中便产生三个单相电动势。
三相电动势的表示
三相电动势的特征：　
大小相等，频率相同，相位互差120 。
(1). 三角函数式
三相交变电流的产生
N
S
e
0
t
三个线圈在磁场中匀速转动，产生出三个最大值和周期都相同的交变电动势，三个电动势的相位依次相差2π/3。
(2). 三相绕组电动势与时间的图象关系
Em
0°
120°
240°
360°
t
120°
120°
120°
相位恒定,相差120°
2 三相交流电源的连接
星形接法
A
X
Y
C
B
Z
N
(1) 连接方式
（中线）
（火线）
（火线）
（火线）
A
X
Y
C
B
Z
N
三相四线
制供电
火线（相线）:
A
B
C
中线（零线）：N
(2) 三相电源星形接法的两组电压
相电压：火线对零线间的电压。
A
C
B
N
120
120
120
三个相电压是对称的
线电压：火线间的电压。
C
A
B
N
注意规定的
正方向
线电压和相电压的关系：
C
A
B
N
(有效值)
在日常生活与工农业生产中，多数用户的电压等级为
星形接法
A
C
B
N
Z
Z
Z
3.三相负载及三相电路
三角形接法
A
C
B
Z
Z
Z



负载有两种接法:
三相交变电流及负载的连接
星形连接
零线
火线
U相
U线
在我国日常电路中：U相=220V，U线=380V
三相交变电流及负载的连接
三角形连接
U线
U相
U线= U相
A
C
B
N
Z
Z
Z
相电流(负载上的电流)：
三相对称负载星形接法
线电流(火线上的电流)：
A
C
B
N
Z
Z
Z
星形接法特点
相电流=线电流
*
: 零线电流
*负载两端的电压等于电源的相电压
A
C
B
N
Z
Z
Z
负载不对称时, 各相单独计算. 零线电流不为零
C
R
A
B
N
L
C
中性线不能去掉
负载对称时
问题及讨论
零线是否可以取消？
答：Y形连接，三相完全对称时，零线可以取消。称为三相三线制。
A
C
B
Z
Z
Z
三相三线制供电时，若各相负载不相等，将如何？
A
N'
N
C
B
经过计算:UL=55V
应用实例----照明电路
A
C
B
...
...
...
一组
二组
三组
N
正确接法:
每组灯相互并联,然后分别接至各相电压上。设电源电压为：
每组灯的数量可以不等，但每盏灯上都可得到额定的工作电压220V。
能否取消中线
关于零线的结论
负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。
中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接闸刀。
(二) 三角形接法
A
C
B
特点：负载的相电压=电源的线电压
各电流的计算
A
C
B
ZAB
ZBC
ZCA
每相负载电流
线电流
（2）负载对称时（ZAB=ZBC=ZCA=Z ），各相电流有
效值相等，相位互差120 。有效值为：
A
C
B
ZAB
ZBC
ZCA
（1）负载不对称时，先算出各相电流，然后计算线电流。
负载对称时三角形接法的特点
A
C
B

负载对称三角形接法，负载两端的电压等于电源的线电压；线电流是相电流的 倍，相位落后对应的相电流30°。
（有效值）
三相交流电路的小结（1）--三相电源
三相四线制
A
C
B
N
三相电源一般都是对称的，而且多用三相四线制接法。
三相交流电路的小结(2)--三相负载
星形负载
三角形负载
A
C
B
N
Z
Z
Z
A
C
B
Z
Z
Z
三相交流电路的小结(3)--三相电路计算
负载 形接法
对称负载时：
负载Y形接法
对称负载时：
各相电压、电流单独计算。
负载不对称时：
负载对称时：电压、电流对称，只需计算一相。
三相电路的计算要特别注意相位问题。



求电表读数时，可只算有效值，不算相位
三相交流电路的小结(4)--三相功率计算
三相总功率：
负载对称时：
和接法
无关
三相负载与三相电源的连接原则
在实际工作中，三相负载接到三相电路时，是采用星形接法还是三角形接法，应根据三相电源的线电压和负载的额定电压决定。例如；电源的线电压是380V、相电压是220V时，额定电压是220V的三相负载应接成星形，额定电压是380V的三相负载应接成三角形。
三相交流电的优点
三相交流电较单相交流电有很多优点，它在发电、输配电以及电能转换为机械能方面，都有明显的优越性：
制造三相发电机、变压器都较制造单相发电机、变压器省材料，而且构造简单，性能优良；
用同样材料所制造的三相电机，其容量比单相电机大50％；
在输送同样功率的情况下、三相输电线较单相输电线，可节省有色金属25％，而且电能损失较单相输电时少。