5.2三相负载的连接（课件）-高一《电工电子技术与技能》同步精品课堂（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 5.2 三相负载的连接 第五章 三相正弦交流电路 高等教育出版社 掌握电阻作用及电路特点 教学目标 1.了解星形联结电流、电压的关系及中性线的作用。 2.了解三角形联结电流、电压的关系。 掌握电阻作用及电路特点 观察与思考 企业动力设备一般是三相负载（如三相交流异步电动机的供电电压为380 V)，同时企业也有单相负载（如照明设备使用220 V交流电)。对于这两类不同的负载，三相交流电供电系统如何提供两种电压呢? 磁场对通电直导线的作用 一、三相负载星形联结及中性线作用 1.三相负载：由三相电源供电的负载。 图5.4　三相负载星形联结 2.三相对称负载：它们的每一相阻抗是完全相同的（例如三相交流电动机）。 3.三相不对称负载：它们的每一相阻抗是不相等的（例如家用电器和电灯，这类负载通常是按照尽量平均分配的方式接入三相交流电源）。三个单相负载分别连接在对应相电压上，采用的是三相四线制供电方式。 两类三相负载星形联结接线图如图5.4所示。 磁场对通电直导线的作用 4.线电流：在图5.5（a）电路图中，三根端线上的电流iU、iV、iW。 一、三相负载星形联结及中性线作用 5.相电流：在图5.5（a）电路图中，流经负载的电流iUN、iVN 、iWN。 当负载作星形联结时，线电流等于相电流，即 iU = iUN，iV = iVN，iW = iWN 或 图5.5　三相负载星形联结电路图和矢量图 iL = iP 磁场对通电直导线的作用 图5.5　三相负载星形联结电路图和矢量图 一、三相负载星形联结及中性线作用 相电流与对应相电压之间的夹角  由负载的性质决定，假设各相负载阻抗相等，性质相同（称为对称负载）可得矢量图，如图5.5（b）所示。 磁场对通电直导线的作用 在图5.5（b）所示矢量图中，相电压与相电流的关系为 中性线电流为线电流（或相电流）的矢量和 （5.8） （5.9） （5.10） 一、三相负载星形联结及中性线作用 磁场对通电直导线的作用 对于三相对称负载，在对称三相电源作用下，三相对称负载的中性线电流等于零。对于电流是瞬时值，三相电流的代数和也为零，即 （5.11） 一、三相负载星形联结及中性线作用 图5.6　对称三相电流波形图 磁场对通电直导线的作用 对称负载下中性线便可以省去不用。电路变成如图5.7所示的三相三线制星形联结。 图5.7　三相三线制星形联结 一、三相负载星形联结及中性线作用 磁场对通电直导线的作用 三相负载不对称的情况举例： 图5.8为一般的生活照明线路，此时的负载为三相不对称负载的星形联结，所以其中性线电流不为零，那么中性线也就不能省去，否则会造成负载无法正常工作。 图5.8 中性线的作用 在图5.8中，若线电压为380V，中性线连接正常，虽然各相负载不对称，它们仍然能够正常工作。 如果没有中性线，就变成U相和V相白炽灯串联后连接在线电压UUV上，V相白炽灯所分得的电压超过其额定值220V而特别亮，而U 相白炽灯所分得的电压会低于额定值而发暗。若长时间使用，会使V相白炽灯烧毁，进而导致U相白炽灯也因电路不通而熄灭。 在三相四线制供电线路中，中性线上不允许安装熔断器等短路或过流保护装置。 一、三相负载星形联结及中性线作用 磁场对通电直导线的作用 二、对称负载的三角形联结 图5.9（a）、（b）为对称负载三角形联结图和电路图。 图5.9　三相负载三角形联结 磁场对通电直导线的作用 假设负载对称并都为感性，可得如图5.10所示的矢量图。 图5.10　对称负载三角形联 结时矢量图 二、对称负载的三角形联结 在图5.10中，三相负载的相电流互差120°，所得到的三线电流也是对称的，并且在数值上线电流是相电流的 倍，即 （5.12） 磁场对通电直导线的作用 [例5.2]　三相交流电动机的定子绕组可看成是三相对称负载，正常运行在三角形联结的电动机常采用星形联结起动，以达到降低起动电流的目的。若三相电动机每相绕组的电阻为6Ω ，感抗为8Ω，电源线电压为380 V。试比较两种接法下的相电流和线电流。 二、对称负载的三角形联结 [解] 电动机每相绕组的阻抗为　 （1）当绕组采用星形联结时，由式（5.5）得相电压　 由式（5.7）得相电流和线电流关系　 磁场对通电直导线的作用 （2）当绕组按三角形联结时，每相绕组得到的是电源线电压，