高教版《电工基础》 第十章　三相正弦交流电路教案

《电工基础》 电子教案 第十章　三相正弦交流电路 序号 内　　　　　容 学　时 1 第一节　三相交流电源 2 2 第二节　三相负载的连接 2 3 第三节　三相电路的功率 1 4 第四节　安全用电 5 实验10.1 三相负载的星形连接 2 6 实验10.2 三相负载的三角形连接 2 7 本章小结与习题 1 8 本章总学时 10 第一节　三相交流电源 一、三相交流电动势的产生 1．对称三相电动势 振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差120的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为 第一相(U相)电动势： e1=Emsin( t) 第二相(V相)电动势： e2 = Emsin( t 120) 第三相(W相)电动势： e3 = Emsin( t 120) 显然，有e1 e2 e3 = 0。波形图与相量图如图10-1所示。 2．相序 三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序叫做相序。e1比e2超前120，e2比e3超前120，而e3又比e1超前120，称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比e3超前120，e3比e2超前120，e2 比e1超前120，称这种相序为负相序或逆相序。 相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够安全可靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色标出U相，用绿色标出V相，用红色标出W相。 二、三相电源的连接 三相电源有星形(亦称Y形)接法和三角形(亦称 形)接法两种。 1．三相电源的星形(Y形)接法 将三相发电机三相绕组的末端U2、V2、W2(相尾)连接在一点，始端U1、V1、W1(相头)分别与负载相连，这种连接方法叫做星形(Y形)连接。如图10-2所示。 从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线叫作端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做线电压。Y形公共联结点N叫作中点，从中点引出的导线叫做中线或零线。由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低压配电中采用)。 每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中线之间的电压)叫做相电压，它们的瞬时值用u1、u2、u3来表示，显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为 U1 = U2 = U3 = UP 任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)叫做线电压，它们的瞬时值 用u12、u23、u31来表示。Ｙ形接法的相量图如图10-3所示。 显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为 U12 = U23 = U31 = UL =UP 线电压比相应的相电压超前30，如线电压u12比相电压u1超前30，线电压u23比相电压u2超前30，线电压u31比相电压u3超前30。 2．三相电源的三角形(△形)接法 将三相发电机的第二绕组始端V1与第一绕组的末端 U2相连、第三绕组始端W1与第二绕组的末端V2相连、第一绕组始端U1与第三绕组的末端W2相连，并从三个始端U1、V1、W1引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法叫做三角形(△形)连接。显然这时线电压等于相电压，即 UL = Up 这种没有中线、只有三根相线的输电方式叫做三相三线制。 　　特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中线)，这时所说的三相电压大小均指线电压UL；而民用电源则需要引出中线，所说的电压大小均指相电压UP。 解：(1) 三相电源Y形接法：相电压UP = E = 220 V，线电压UL Up = 380 V (2) 三相电源 形接法：相电压UP = E = 220 V，线电压UL = Up = 220 V。　 第二节　三相负载的连接 一、负载的星形联结 三相负载的星形联结如图10-4所示。 该接法有三根火线和一根零线，叫做三相四线制电路，在这种电路中三相电源也是必须是Y形接法，所以又叫做Y－Y接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)，电路 中的线电压UL都等于负载相电压UYP的倍，即 UL =UYP 负载的相电流IYP等于线电流IYL，即 IYL = IYP 当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电流也一定对称(称为Y－Y形对称三相电路)。即各相电流(或各线电流)振幅相等、频率相 ... ...