《電工電子技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用實(shí)踐》課件 第4章 三相交流電路

《電工電子技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐》

第四章三相交流電路本章內(nèi)容§1三相電壓§2負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相§3負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路§4三相功率§1

三相電壓三相電壓

三相發(fā)電機(jī)中三個線圈的首端分別用A，B，C表示；尾端分別用X，Y，Z表示，三相電壓的參考方向均設(shè)為由首端指向尾端。對稱三相電源的電路符號如圖所示。對稱三相電源對稱三相電壓的瞬時值表達(dá)式為對稱三相電壓的相量為§1

三相電壓對稱三相電壓波形圖對稱三相電壓相量圖§1

三相電壓對稱三相電壓三個電壓的瞬時值之和為零，即三個電壓相量之和亦為零 即這是對稱三相電源的重要特點(diǎn)?！?

三相電壓對稱三相電源以一定方式聯(lián)接起來就形成三相電路的電源。通常的聯(lián)接方式是星形聯(lián)接（也稱丫聯(lián)接）和三角形聯(lián)接（也稱△聯(lián)接)。將對稱三相電源的尾端X，Y，Z聯(lián)在一起，如圖4-5所示，就形成了對稱三相電源的星形聯(lián)接。聯(lián)接在一起的X，Y，Z點(diǎn)稱為對稱三相電源的中點(diǎn)，用N表示?！?

三相電壓三相電源的線電壓與相電壓有以下關(guān)系采用相量表示，對稱三相電源的相電壓（以下均設(shè)相序是正相序）表示為從而得到§1

三相電壓將對稱三相電源中的三個單相電源首尾相接，由三個聯(lián)接點(diǎn)引出三條端線就形成三角形聯(lián)接的對稱三相電源。三角形聯(lián)接的三相電源形成了一個回路。由于對稱三相電源電壓有

，所以回路中不會有電流。但若有一相電源極性被反接，造成三相電源電壓之和不為零，將會在回路中產(chǎn)生足以造成損壞的短路電流，所以在將對稱三相電源接成三角形時這是需要注意的?！?

三相電壓§2

負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路每相負(fù)載上的電壓稱為負(fù)載的相電壓，用

表示；負(fù)載的端線間的電壓稱為負(fù)載的線電壓，用

表示；流過每條端線的電流稱為線電流，用

表示；流過每相負(fù)載的電流稱為相電流。顯然，對稱三相負(fù)載接成星形時，負(fù)載的相電流與對應(yīng)端線的線電流是相同的.三相電路實(shí)際上就是含有多個電源的正弦電流電路，所有分析正弦電流電路的方法都可用于分析三相電路。這里采用節(jié)點(diǎn)法分析此電路。設(shè)對稱三相電源電壓為對稱三相負(fù)載每相阻抗為§2

負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路三相電路實(shí)際上就是含有多個電源的正弦電流電路，所有分析正弦電流電路的方法都可用于分析三相電路。這里采用節(jié)點(diǎn)法分析此電路。設(shè)對稱三相電源電壓為以電源中點(diǎn)N為參考點(diǎn)，負(fù)載中點(diǎn)n的電位值等于

。節(jié)點(diǎn)電壓方程為§2

負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路即由于所以有這說明負(fù)載中點(diǎn)n與電源中點(diǎn)N之間電壓為零，也就是說n與N等電位，所以負(fù)載的相電壓等于對應(yīng)的電源的相電壓，即§2

負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載上的線電壓為

表明負(fù)載上的線電壓也是對稱三相電壓。負(fù)載上的線電壓與相電壓的關(guān)系，與星形聯(lián)接的對稱三相電源的線電壓與相電壓的關(guān)系相同，這里不再贊述。電路中的線電流§2

負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路從以上計(jì)算結(jié)果可以看出，在電源和負(fù)載都是星形聯(lián)接的對稱三相電路里，三相電壓、電流均為對稱，只需對其中的一相（通常取A相）電路進(jìn)行計(jì)算就夠了，求出一相（A相）的電壓、電流后，根據(jù)對稱性就可以求出另外兩相的相應(yīng)的電壓、電流。由于電源中點(diǎn)N與負(fù)載中點(diǎn)n電位相等，用一導(dǎo)線將N與n連接起來，該導(dǎo)線（稱為中線）中電流為零，因此對原電路不會產(chǎn)生任何影響。這樣，每一相成為一個獨(dú)立的電路。將A相電路取出，就得到圖所示的一相等效電路。由一相等效電路，很容易得出前面的結(jié)果?！?

負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路§3

負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載的相電流電源星形聯(lián)接、負(fù)載三角形聯(lián)接的對稱三相電路線電流對電源是星形聯(lián)接、負(fù)載是三角形聯(lián)接的對稱三相電路，電路中的三相電壓或電流都是對稱的。每相負(fù)載上的線電壓與相電壓相等，線電流的大小是相電流的

倍，各個線電流的相位滯后相應(yīng)的相電流30°。電壓、電流的相位關(guān)系如圖所示。§3

負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路用下面的方法計(jì)算。利知用阻抗的Y-△等效變換，將此稱三相負(fù)載變換成等效的星形聯(lián)接的對稱三相負(fù)載，得到圖4-12所示的電路。然后就可按照前述電源和負(fù)載都是星形聯(lián)接對稱三相電路的計(jì)算方法，從中取其一相等效電路作計(jì)算?！?

負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路三相功率

在三相電路中，三相負(fù)載吸收的有功功率P、無功功率Q分別等于各相負(fù)載吸收的有功功率、無功功率之和，即若負(fù)載是對稱三相負(fù)載，各相負(fù)載吸收的功率相同，三相負(fù)載吸收的總功率可表示為§4

三相功率下面分析對稱三相電路的瞬時功率。設(shè)有對稱三相電路如圖所示。設(shè)則線電流對稱三相電路中各相負(fù)載的瞬時功率分別為三相負(fù)載的瞬時功率等于各相負(fù)載的瞬時功率之和，即§4

三相功率在三相四線制電路中，采用三功率表法測量三相負(fù)載的功率。因?yàn)橛兄芯€，可以方便地用功率表分別測量各相負(fù)載的功率，將測得的結(jié)果相加就可以得到三相負(fù)載的功率。若負(fù)載對稱，只需測出一相負(fù)載的功率乘3即可得三相負(fù)載的功率。在三相三線制電路中，由于沒有中線，直接測量各相負(fù)載的功率不方便，可以采用兩功率表法測量三相負(fù)載的功率。

兩功率表法測量三相負(fù)載功率的電路圖§4

三相功率下面證明，這兩個功率表指示的功率之和等于三相負(fù)載的功率。不妨設(shè)想這個電路的電源是圖中所示的星形聯(lián)接的三個電壓源，電源電壓分別是

,三相負(fù)載所吸收的總的瞬時功率等于這三個電源發(fā)出的瞬時功率之和，所以有在三相三線制電路中

,所以有

,代入上式,得上式表明,三相負(fù)載所得的功率瞬時值之和p等于上式右端兩項(xiàng)之和，對上式各項(xiàng)取其在一周期內(nèi)的平均值，在正弦穩(wěn)態(tài)下即有§4

三相功率式右端的第一、二兩項(xiàng)分別是圖4-15中