汽車電工與電子基礎交流電

交流電路1交流電與交流電路2

正弦交流電的基本概念3正弦交流電的表示法4電阻、電感、電容器的交流電路5三相交流電路24十二月20221交流電王立文1交流電與交流電路1.1交流電1.2交流電路24十二月20222交流電王立文1.1交流電目前，發(fā)電廠向用戶提供的電源都是交流電源，這是因為交流電可以用變壓器方便地將電壓升高或降低，能夠解決遠距離輸電需用高壓而民用電需用低壓的矛盾。同時，交流電機比直流電機結構簡單、效率高、價格低且維修方便，所以交流電獲得廣泛應用。在某些必須用直流的場合，可以通過整流裝置將交流電轉變成直流電。24十二月20223交流電王立文大小和方向都隨時間作周期變化的電動勢、電壓和電流統(tǒng)稱為交流電。最常用的交流電是正弦交流電。正弦交流電是隨時間按正弦規(guī)律變化的，而非正弦交流電則不按正弦規(guī)律變化，分別如圖C、圖D所示。圖A恒定直流電，圖B為脈直流電。本單元只討論正弦交流電及其電路。24十二月20224交流電王立文1.2交流電路在交流電作用下的電路稱為交流電路。日常生活及生產(chǎn)實踐中所接觸到的電路大多數(shù)為正弦交流電路，如照明電路、三相異步電動機拖動電路等。所謂正弦交流電路，就是指含有正弦交流電源，其電壓和電流均隨時間按正弦規(guī)律變化的電路。24十二月20225交流電王立文在交流電路中，主要有三種不同性質的負載元件：電阻、電感和電容。三種元件在電路中有不同的作用。電阻把電能轉化為熱能消耗掉，其轉換過程不可逆轉，因此，它是耗能元件。電感把從電路中吸收的電能轉化成磁場能儲存起來。電容把從電路中吸收的電能轉化成電場能儲存起來，但它們又能在一定的條件下放出能量返送回電路。因此，電感和電容是儲能元件。24十二月20226交流電王立文我們學習交流電時，不但要注意它與直流電的共同點，而且要注意兩者之間的區(qū)別，要加深對交流電特性的理解，千萬不要將直流電路的規(guī)律簡單地套用到交流電路中去。24十二月20227交流電王立文2正弦交流電的基本概念2.1正弦交流電的周期、頻率和角頻率2.2正弦交流電的瞬時值、最大值和有效值2.3正弦交流電的相位、初相位和相位差24十二月20228交流電王立文2.1正弦交流電的周期、頻率和角頻率周期：正弦交流電每重復一次變化所需要的時間稱為周期，用字母T表示，單位是秒（s），如圖所示。24十二月20229交流電王立文頻率：正弦交流電一秒鐘內重復變化的次數(shù)稱為頻率，用字母f表示，單位是赫茲（Hz）如果交流電一秒內變化了一次，我們就稱該交流電的頻率是1Hz。比赫茲大的常用單位是千赫（kHz）和兆赫（MHz）。其換算關系如下：

1kHz=103Hz1MHz=106Hz24十二月202210交流電王立文根據(jù)周期期和頻率率的定義義可知，，周期和和頻率互互為倒數(shù)數(shù)，即f=1/T或T=1/f我國工業(yè)業(yè)及民用用交流電電頻率為為50Hz，習慣上上稱為工工頻，其其周期為為0.02s。日本本等國國家的的交流流電用用電的的頻率率為60Hz。19十十二二月202211交流電電王王立立文角頻率率：正正弦交交流電電在1s內變化化的電電角度度（或或相角角、相相位））稱為為角頻頻率，，用字字母ω表示，，單位位是弧弧度／／秒（（rad／s）。如果交交流電電在1s內變化化了1次，則則電角角度正正好變變化了了2π弧度，，也就就是說說該交交流電電的角角頻率率ω=2ππrad/s。若交交流電電1s內變化了f次，則可得角角頻率與頻率率的關系式為為ω=2πf19十二月月202212交流電王王立文因為正弦函數(shù)數(shù)總是與一定定的相位角相相對應，所以以正弦交流電電變化的快慢慢除了用周期期和頻率表示示外，還可以以用角頻率表表示。周期、頻率和和角頻率都是是表示交流電電變化快慢的的物理量。三三個物理量中中只要知道其其中一個，就就可以通過上上面兩式求出出另外兩個。。19十二月月202213交流電王王立文2.2正弦交流電的的瞬時值、最最大值和有效效值瞬時值：正弦弦交流電隨時時間按正弦規(guī)規(guī)律變化，任任意時刻正弦弦交流量的大大小均有對應應的值，我們們把正弦交流流電在任意時時刻的數(shù)值稱稱為瞬時值，，正弦電動勢勢、電壓、電電流的瞬時值值分別用字母母e、u、i表示。瞬時值可以是是正值、負值值，甚至是零零。正弦交流流電壓的瞬時時值表達式為為u=Umsin（ωt+φ）19十二月月202214交流電王王立文最大值：：正弦交交流電最最大的瞬瞬時值稱稱為最大大值（或或峰值、、振幅））。正弦弦交流電電動勢、、電壓和和電流的的最大值值分別用用Em、Um、Im來表示。。最大值雖雖然有正正有負，，但習慣慣上最大大值都以以絕對值值表示。。19十十二月202215交流電王王立立文有效值：：正弦交交流量的的有效值值是根據(jù)據(jù)交流電電流和直直流電流流熱效應應相等的的原則而而確定的的，即讓讓交流電電和直流流電分別別通過阻阻值完全全相同的的電阻，，若在相相同的時時間內直直流電流流和交流流電流在在兩個電電阻上產(chǎn)產(chǎn)生的熱熱效應相相等，則則將此直直流電數(shù)數(shù)值定義義為該交交流電的的有效值值。交流電流流、電壓壓和電動動勢有效效值的符符號分別別是I、U和E。19十十二月202216交流電王王立立文交流電是是在不斷斷變化的的，瞬時時值和最最大值均均不能反反映交流流電實際際做功的的效果。。因此，，在電工工技術中中，常用用有效值值來衡量量做功能能力的大大小。可可以證明明，正弦弦交流電電的有效效值和最最大值之之間有以以下關系系：19十十二二月202217交流電電王王立立文特別應應指出出的是是，今今后若若無特特殊說說明，，交流流電的的大小小總是是指有有效值值。各各種交交流電電氣設設備上上所標標注的的額定定電壓壓和額額定電電流的的數(shù)值值也都都是有有效值值。我我們通通常說說照明明電路路的電電壓是是220V，便是是指它它的電電壓有有效值值為220V，電壓壓最大大值19十十二二月月202218交流流電電王王立立文文2.3正弦弦交交流流電電的的相相位位、、初初相相位位和和相相位位差差相位位：：正正弦弦交交流流電電隨隨時時間間按按正正弦弦規(guī)規(guī)律律變變化化，，正正弦弦量量任任意意時時刻刻所所對對應應的的電電角角度度稱稱為為該該正正弦弦量量的的相相位位角角，，簡簡稱稱相相位位，，其其單單位位為為度度或或弧弧度度。。電電壓壓瞬瞬時時值值表表達達式式中中的的（（ωt+φφ）就就是是反反映映正正弦弦交交流流電電壓壓在在變變化化過過程程中中任任意意時時刻刻所所對對應應的的電電角角度度，，它它隨隨著著時時間間而而變變化化，，通通常常把把它它稱稱為為相相位位角角，，也也叫叫相相位位或或相相角角。。19十十二二月月202219交流流電電王王立立文文初相相位位：：在在t=0時，，正正弦弦交交流流量量所所對對應應的的相相位位稱稱為為該該正正弦弦量量的的初初相相位位，，簡簡稱稱初初相相。。初初相相反反映映了了正正弦弦交交流流電電計計時時起起點點的的狀狀態(tài)態(tài)。。在正正弦弦量量的的解解析析式式中中，，通通常常規(guī)規(guī)定定初初相相大大于于-180°°，小小于于等等于于180°°。19十十二月202220交流電王王立立文在此規(guī)定定下，初初相為正正角時，，正弦量量對應的的初始數(shù)數(shù)值一定定為正值值；初相相為負角角時，正正弦量對對應的初初始數(shù)值值一定為為負值。。在波形圖圖上表示示初相角角時，橫橫坐標常常以弧度度（rad）或度（（°）為單位位，取曲曲線由負負值變?yōu)闉檎档牡牧泓c（（取離坐坐標原點點最近的的零點））與坐標標原點間間的角度度為初相相角，在在坐標原原點左側側的初相相角為正正值，在在右側的的為負值值。如圖2-3中的φ1為正，φ2為負。19十十二月202221交流電王王立立文圖2-3同頻率正正弦量的的相位及及其關系系19十十二月202222交流電王王立立文相位差：：為了比比較兩個個同頻率率正弦交交流電在在變化過過程中的的相位關關系和先先后順序序，我們們引入相相位差的的概念。。所謂相位位差，就就是兩個個同頻率率正弦交交流電的的相位之之差，用用字母△△φ表示。設設i1的相位（（ωt+φφ1），i2的相位為為（ωt+φφ2），則兩兩者的相相位差為為△φ=（ωt+φφ1）-（ωt+φφ2）=φ1-φ219十十二月202223交流電王王立立文上式表明明，同頻頻率正弦弦交流電電的相位位差，實實質上就就是它們們的初相相角之差差，與時時間無關關。如果△φ＞0，i1比i2先達到最最大值，，稱i1超前i2，或i2滯后i1；如圖2-3所示，若若△φ=0，即兩者者的初相相角相等等，則稱稱它們同同相，如如圖2-4a）所示；；若△φ=180°，即它們們的初相相角相差差180°°，則稱它它們的相相位相反反，簡稱稱反相，，如圖2-4b）所示。。19十十二月202224交流電王王立立文從波形圖圖上觀察察兩個正正弦量變變化的先先后，可可以選它它們的最最大值來來觀察，，沿時間間軸正方方向看，，先出現(xiàn)現(xiàn)最大值值的正弦弦量超前前，后出出現(xiàn)的滯滯后。由式e=Emsin（ωt+φφ）可以看看出，當當正弦交交流電的的最大值值、角頻頻率（或或頻率、、周期））和初相相角這三三個量確確定時，，正弦交交流電才才能確定定，也就就是說這這三個量量是描述述正弦交交流電必必不可少少的要素素，所以以稱它們們?yōu)檎蚁医涣麟婋姷娜亍?9十十二二月202225交流電電王王立立文3正弦交交流電電的表表示法法3.1解析表表示法法3.2波形表表示法法3.3向量表表示法法19十二月月202226交流電王王立文2.3.1解析表示法解析法是利用用三角函數(shù)式式表示正弦交交流電隨時間間變化的方法法。正弦交流流電動勢、電電壓和電流的的解析式為e=Emsin（ωt+φe）ｕ=Ｕmsin（ωt+φu）i=Imsin（ωt+φi）19十十二二月202227交流電電王王立立文一般來來說，，若ωt用弧度度為單單位，，則初初相角角就以以弧度度為單單位；；若ωt用度為為單位位，則則初相相角也也應以以度為為單位位。但有時時為表表示初初相角角方便便，也也允許許ωt以弧度度為單單位，，而初初相角角用度度為單單位。。19十十二二月202228交流電電王王立立文3.2波形表表示法法根據(jù)解解析式式的計計算數(shù)數(shù)據(jù)，，在平平面直直角坐坐標系系中作作出波波形表表示正正弦交交流量量的方方法叫叫波形形法。。如圖2-5所示，，縱坐坐標表表示交交流電電的瞬瞬時值值，橫橫坐標標表示示電角角度ωt或時間間t。19十十二二月202229交流電電王王立立文圖2-5交流電電的波波形19十十二二月202230交流電電王王立立文我們把把這種種曲線線叫做做正弦弦交流流電的的曲線線圖或或波形形圖。。解析析法和和波形形法能能夠直直觀地地反映映正弦弦交流流量，，但用用這兩兩種方方法表表示正正弦交交流量量進行行運算算時，，非常常繁瑣瑣或不不準確確。因此，，在進進行正正弦交交流量量的運運算時時，往往往將將正弦弦交流流量用用相量量法表表示。。19十十二二月202231交流電電王王立立文2.3.3向量表表示法法向量表表示法法就是是用向向量來來表示示正弦弦交流流量。。由于于在同同一個個正弦弦交流流電路路中，，各種種正弦弦響應應量與與激勵勵電源源的頻頻率相相同，，因此此，對對電路路中各各種正正弦交交流量量的描描述可可以采采用向向量來來表示示。19十十二二月202232交流電電王王立立文一個正正弦交交流量量當不不考慮慮頻率率時，，其有有效值值（或或最大大值））和初初相位位可用用一有有向線線段或或復數(shù)數(shù)表示示。在在一個個直角角坐標標系中中，設設橫軸軸為實實軸，，單位位用+1表示；；縱軸軸為虛虛軸，，單位位用+j表示，，由此此兩軸軸構成成復數(shù)數(shù)平面面（或或稱復復平面面）。。19十十二二月月202233交流流電電王王立立文文在復復數(shù)數(shù)平平面面上上有有向向線線段段由由原原點點指指向向平平面面上上任任意意一一點點，，平平面面中中的的有有向向線線段段與與復復數(shù)數(shù)可可相相互互轉轉換換，，如如圖圖2-6所示示有有向向線線段段A，其其復復數(shù)數(shù)表表示示式式為為A=a+jb式中中復數(shù)數(shù)的的實實部部復數(shù)數(shù)的的虛虛部部19十十二二月月202234交流流電電王王立立文文圖2-6有向向線線段段的的復復數(shù)數(shù)表表示示圖圖19十十二二月月202235交流流電電王王立立文文若已已知知復復數(shù)數(shù)如如上上式式，，則則有有(線段段的的長長度度或或復復數(shù)數(shù)的的的的模模)(有向向線線段段與與實實軸軸正正方方向向的的夾夾角角或或復復數(shù)數(shù)的的幅幅角角)19十十二二月月202236交流流電電王王立立文文式為為復復數(shù)數(shù)的的直直角角坐坐標標表表示示形形式式，，根根據(jù)據(jù)歐歐拉拉公公式式，，式式還還可可以以轉轉換換為為（指指數(shù)數(shù)形形式式））或（（極極坐坐標標形形式式））一般般來來說說，，在在進進行行復復數(shù)數(shù)的的加加減減運運算算時時，，將將復復數(shù)數(shù)轉轉換換成成直直角角坐坐標標形形式式；；而而對對復復數(shù)數(shù)進進行行乘乘除除運運算算時時，，將將其其轉轉換換成成指指數(shù)數(shù)形形式式或或極極坐坐標標形形式式。。19十十二月202237交流電王王立立文用復數(shù)的的輻角表表示正弦弦交流量量的初相相位，用用復數(shù)的的模表示示正弦交交流量的的大小，，這種表表示方法法稱為正正弦交流流量的向向量表示示法。采用向量量表示法法可大大大簡化正正弦交流流電路的的分析與與計算。。正弦交流流量向量量化后，，為區(qū)別別于一般般的復數(shù)數(shù)，規(guī)定定用上方方加“·”的大寫字字母（有有效值向向量）或或帶m下標的大大寫字母母（最大大值向量量）表示示，如：：U、E等。19十十二月202238交流電王王立立文4電阻、電電感、電電容器的的交流電電路4.1純電阻電電路4.2純電感電電路4.3純電容電電路4.4電阻、電電感、電電容器的的串聯(lián)電電路19十二二月202239交流電王王立文最簡單的交交流電路是是由電阻、、電容和電電感中任一一個元件組組成的交流流電路，這這些電路元元件僅由R、L、C三個參數(shù)中中的一個來來表征其特特征，這樣樣的電路稱稱為單一參參數(shù)的交流流電路。掌掌握了單一一參數(shù)的交交流電路的的分析方法法，混合參參數(shù)交流電電路的分析析就容易了了。19十二二月202240交流電王王立文學習每一種種交流電路路，主要應應掌握兩點點：一是電路中中電壓和電電流的關系系。因為在在線性電路路中，電壓壓、電流都都是同頻率率的正弦量量，即ω相同，所以以同頻率正正弦電壓和和電流的關關系可歸結結為它們的的數(shù)值（最最大值或有有效值）關關系和相位位關系。二是電路功功率的分析析和計算。。19十二二月202241交流電王王立文直流電路分分析計算的的基本定律律、定理和和公式都適適用于交流流電路，但但交流電路路分析計算算遠比直流流電路復雜雜。這是因因為正弦交交流量隨時時間變化，，在確定各各電量之間間的關系時時，不但要要計算其大大小，而且且要確定其其相位。19十二二月202242交流電王王立文4.1純電阻電路路僅由電阻組組成的交流流電路稱為為純電阻交交流電路，，其電路如圖圖2-7所示。圖2-7純電阻電路路19十二二月202243交流電王王立文純電阻電路路中電阻兩兩端的電壓壓與通過電電阻的電流流的大小關關系為：U=IR或I=U/R純電阻電路路中電阻兩兩端的電壓壓與通過電電阻的電流流相位相同同，即同相相。純電阻電路路的平均功功率為：P=UI=I2R=U2/R19十二二月202244交流電王王立文純電阻電路路中，電路路的功率，，即電阻上上消耗的功功率就是電電阻兩端的的電壓有效效值與流過過電阻的電電流的有效效值的乘積積。電阻兩兩端的瞬時時電壓u與流過電阻阻上的瞬時時電流i的乘積為電電路的瞬時時功率，即即p=ui。由于純電電阻電路中中電阻兩端端的電壓與與通過電阻阻的電流相相位相同，，使u和i在任何時刻刻（除零點點時刻外））和電路中中電流和電電壓的符號號相同，因因此，其乘乘積所得的的電路瞬時時功率大于于等于零，，根據(jù)功率率的定義，，電路總是是在消耗電電能。19十二二月202245交流電王王立文4.2純電感電路路直流電阻和和分布電容容可以忽略略的電感線線圈作為交交流電路負負載的電路路，稱為純純電感電路路，如圖所示。純電感電路19十二二月202246交流電王王立文純電感電路路中電感兩兩端的電壓壓與通過電電感的電流流的關系為為U=IXL電壓和電流流之間的關關系符合歐歐姆定律，，式中XL=ωωL（L為電感的自自感系數(shù)，，單位為亨亨利）是表表征電感對對正弦電流流所呈現(xiàn)“阻止”能力大小的的一個參數(shù)數(shù)，稱為電電感抗，簡簡稱感抗，，其單位為為歐姆（Ω）。感抗的的大小和電電流頻率成成正比。當當電流的頻頻率f→0，即電流為為直流時，，感抗為零零，故電感感在直流電電路中相當當于短路。。19十二二月202247交流電王王立文純電感電路路中，電感感兩端的電電壓的相位位超前通過過電感電流流的相位90°。純電感電路路的瞬時功功率是隨時時間按正弦弦規(guī)律變化化的，其幅幅值為電感感兩端電壓壓的有效值值與流過電電感上的電電流的有效效值的乘積積。因為正正弦函數(shù)的的平均值為為零，因此此純電感電電路的平均均功率為零零，這表明明電感不消消耗電能。。19十二二月202248交流電王王立文但由于瞬時時功率是隨隨時間按正正弦規(guī)律變變化的，這這又表明電電感與電源源之間存在在著能量的的交換，即即瞬時功率率大于零時時，電感從從電源吸收收能量并儲儲存起來；；當瞬時功功率小于零零時，電感感將儲存的的能量送歸歸電源。為為反映電感感與電源之之間能量交交換的規(guī)模模，通常把把瞬時功率率的幅值進進行量化，，并稱之為為無功功率率，用Q表示即Q=UI=I2XL=U2/XL無功功率的單單位為乏（Var）。19十二月月202249交流電王王立文4.3純電容電路介質損耗和分分布電感可忽忽略的電容作作為交流電路路的負載的電電路，稱為純純電容電路。19十二月月202250交流電王王立文純電容電路中中電容兩端的的電壓與通過過電容的電流流的大小關系系為I=U/XC上式中電壓和和電流之間的的關系符合歐歐姆定律，XC=1/ωC是表征電容對對正弦電流所所呈現(xiàn)“阻礙”能力大小的一一個參數(shù)，稱稱為容抗，其其單位為歐姆姆（Ω）。19十二月月202251交流電王王立文容抗與電容C及頻率f成反比。這是是因為同樣電電容量的電容容加在其兩端端的電壓頻率率越高，電容容兩極間電壓壓變化就越快快，電流充放放電過程中極極板上的電荷荷變化率就越越大，電路中中的充放電電電流就越大，，電容所呈現(xiàn)現(xiàn)的“阻礙”作用就越??；；同樣，電壓壓頻率一定時時，電容的電電容量越大，，電壓變化時時電路中移動動的電荷就越越多，電流就就越大，容抗抗同樣越小。。19十二月月202252交流電王王立文反之電容量越越小或頻率越越低，容抗就就越大。若f→0時，XC→∞，此時電路相相當于開路。。所以電容具具有阻止直流流電流通過，，允許交流電電流通過的作作用。純電容電路中中電容兩端的的電壓的相位位滯后通過電電容電流的相相位90°。19十二月月202253交流電王王立文純電容電路的的瞬時功率是是隨時間按正正弦規(guī)律變化化的，其幅值值為電容兩端端電壓的有效效值與流過電電容上的電流流的有效值的的乘積。因為為正弦函數(shù)的的平均值為零零，因此純電電容電路的平平均功率為零零，這表明電電容不消耗電電能。但由于瞬時功功率是隨時間間按正弦規(guī)律律變化的，這這又表明電容容與電源之間間存在著能量量的交換，即即瞬時功率大大于零時，電電源向電容充充電，電容吸吸收電源能量量并儲存起來來；當瞬時功功率小于零時時，電容向電電源放電，將將原來儲存的的能量送回電電源。19十二月月202254交流電王王立文為反映電容與與電源之間能能量交換的規(guī)規(guī)模，將瞬時時功率的幅值值稱之為無功功功率，用Q表示，單位為為乏（Var），即Q=UI=I2XC=U2/XC19十二月月202255交流電王王立文4.4電阻、電感、、電容器的串串聯(lián)電路在含有線圈的的交流電路中中，當線圈的的電阻不能被被忽略時，就就構成了RL串聯(lián)交流電路路；當線圈和和電容器串聯(lián)聯(lián)時，就構成成了RLC串聯(lián)交流電路路。RLC串聯(lián)電路如圖所示。19十二月月202256交流電王王立文在RLC串聯(lián)交流電路路中，電源電電壓u和電流i的相位差φ與兩方面因素素有關：一是是電源頻率；；二是電路參參數(shù)。通常，，由φ角的大小可判判斷出電路的的性質，即：：若XL＞XC，則φ＞0，電壓超前電電流，電路呈呈電感性；若若XL＜XC，則φ＜0，電壓滯后電電流，電路呈呈電容性；若若XL=XC，則φ=0，電壓與電流流同相，電路路呈電阻性。。19十十二二月202257交流電電王王立立文RLC串聯(lián)交交流電電路的的有功功功率率不像像電阻阻元件件電路路的有有功功功率那那樣只只等于于電源源電壓壓有效效值與與電路路中電電流有有效值值的乘乘積UI，而要要乘上上一個個系數(shù)數(shù)cosφ，即P=UIcosφ。這是是由于于電壓壓電流流不同同相出出現(xiàn)了了相位位差的的緣故故。cosφ叫做交交流電電路的的功率率因素素。19十十二二月202258交流電電王王立立文5三相交交流電電路5.1三相電電源繞繞組的的星形形連接接5.2三相電電源繞繞組的的三角角形連連接19十十二月202259交流電王王立立文所謂三相相交流電電路，就就是由三三個頻率率、幅值值相等，，彼此相相位互差差120°°的單相交交流電源源構成的的電路。。與單相相交流電電相比，，三相交交流電路路的優(yōu)點點是：降降低輸配配電路網(wǎng)網(wǎng)絡建設設成本及及設備運運行功率率損耗；；簡化設設備結構構，優(yōu)化化設備性性能，方方便設備備使用和和維護。。因此，，三相交交流電路路被廣泛泛地采用用。在分分析計算算三相交交流電路路時，不不僅要弄弄清同一一相電路路電壓與與電流的的關系，，而且要要弄清三三相電路路之間電電量的關關系。19十十二月202260交流電王王立立文三相交流流電動勢勢一般由由三相交交流發(fā)電電機產(chǎn)生生，三相相交流發(fā)發(fā)電機結結構如圖圖2-11a）所示，，它主要要由定子子和轉子子兩部分分構成。。定子鐵鐵芯上嵌嵌入三個個對稱的的繞組U1-U2，V1V2，W1-W2，它們在在空間內內相互成成120°°分布，每每個繞組組為一相相，三相相繞組的的U1、V1、W1稱為首端端，U2、V2、W2稱為末端端。轉子子鐵芯上上繞有直直流勵磁磁繞組。。19十十二月202261交流電王王立立文圖2-11三相交流流發(fā)電機機繞組結結構圖19十二月月202262交流電王王立文當原動機帶動動三相發(fā)電機機的電樞轉子子作順時針勻勻速轉動時，，定子繞組依依次切割磁力力線，則定子子每個繞組中中產(chǎn)生的感應應電動勢分別別為e1、e2、e3。由于各繞組組的結構相同同而位置依次次互差120°，因此三個電電動勢的最大大值相等、頻頻率相同，而而初相依次互互差120°，這樣的三個個電動勢稱為為三相對稱電電動勢。19十二月月202263交流電王王立文規(guī)定每相電動動勢的參考方方向是從繞組組的末端指向向起端，即當當電流從起端端流出時為正正，反之為負負。若以第一一相為參考正正弦量，可得得三相電動勢勢的解析式如如下：e1=Emsinωte2=Emsin（ωt-120°）e3=Emsin（ωt-240°）=Emsin（ωt+120°）19十二月月202264交流電王王立文三相電動勢的的波形圖和相相量圖如圖2-12所示。三相電動勢最最大值出現(xiàn)的的次序稱為相相序。U、V、W三個繞組分別別稱為第一相相繞組、第二二相繞組和第第三相繞組。。三相發(fā)電機的的三個繞組向向外供電時，，根據(jù)其繞組組的連接方式式不同可分為為星形和三角角形兩種連接接。19十二月月202265交流電王王立文圖2-12三相對稱電動動勢的波形圖圖和相量圖19十二月月202266交流電王王立文5.1三相電源繞組組的星形連接接如圖所示為三相發(fā)電電機繞組的星星形連接。19十十二二月202267交流電電王王立立文這種連連接方方法是是把發(fā)發(fā)電機機三個個繞組組的末末端U2、V2、W2連接在在一起起，成成為一一個公公共點點（稱稱為中中性點點），，用符符號“N”表示。。從中中性點點引出出的輸輸電線線稱為為中性性線。。中性性線通通常與與大地地相接接，并并把接接大地地的中中性點點稱為為零點點，而而把接接地的的中性性線稱稱為零零線。。從三三個繞繞組的的始端端U1、V1、W1引出的的輸電電線叫叫做相相線，，俗稱稱火線線。根根據(jù)國國標GB4728.11—85，第一一、第第二、、第三三相線線及中中性線線的文文字符符號分分別為為L1、L2、L3和N。19十十二二月202268交流電電王王立立文有時為為了簡簡便，，經(jīng)常常不畫畫發(fā)電電機繞繞組的的接線線方式式，只只畫4根輸出出線，，如所示。19十十二二月202269交流電電王王立立文這種有有中性性線的的三相相供電電系統(tǒng)統(tǒng)稱為為三相相四線線制，，如果果不引引出中中性線線就稱稱為三三相三三線制制。三三相四四線制制可以以輸出出兩種種電壓壓：一一種是是相線線與相相線之之間的的電壓壓，叫叫做電電源線線電壓壓，U線=U12=U23=U31；另一一種是是相線線與中中性線線之間間的電電壓，，即各各相繞繞組的的起端端與末末端之之間的的電壓壓，叫叫做電電源相相電壓壓U相=U1=U2=U3。線電電壓和和相電電壓的的相位位不同同，線線電壓壓總是是超前前與之之相對對應的的相電電壓30°°。19十十二二月202270交流電電王王立立文5.2三相電電源繞繞組的