5 三相正弦交流电路（课件）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 5三相正弦交流电路 5.1三相正弦流电 2 *5.2三相负载连接 3 53三相电功率 2 5.1三相正弦交流电源 1.三相交流电源：三个幅值相等、频率相同、相位互差23π(120°)的单相交 流电源按规定的方式组合而成的电源。 2.三相交流电路（简称三相电路）：由三相交流电源与三相负载共同组成的 电路。 3.星形联结（也称为Y形联结）：连接方式如图5.1所示。电源对外有四根引 出线，这种供电方式称为三相四线制。 -OU U2 HUV oN MwU oV + uyw -oW 图5.1三相电源的星形联结 5.1三相正弦交流电源 4.中性点：在图5.1所示三相四线制供电电源中，将三个绕组的末端U2、V2、W2 连接在一起的点。实际应用中常将该点接地，所以也称为零点。 5.中性线：从中性点（或零点）引出的导线，也称零线、地线。用字母N表示。 6.相线（端线)：三个绕组的始端引出的导线，也称火线。分别用字母U1、V1、 W1表示。 7.三相三线制：只将三相绕组按星形联结而并不引出中性线的供电方式。 8.相电压：将负载连接到每相绕组两端（即连接在相线和中性线之间），负 载可得到的电压，用U表示。其正方向规定由绕组始端指向末端，其瞬时值表 达式为 uup =uun =Upsin ot um=n=SUpsinla-子 (5.1）》 “p=gn=Vsin以+子 5.1三相正弦交流电源 其波形图和矢量图如图5.2所示。 w U 3 0 2元 wt 2 3 YUV (a) (b) 图5.2三相电源相电压波形和矢量图 5 5.1三相正弦交流电源 9.线电压：将负载连接到两相绕组相线之间（任意二根相线之间），负载得到 的电压，用U表示，其瞬时值表达式为 huL=“uv=uu-uy UyL UYW =Uy Uw (5.2) UWL UwU =uw Uv 用矢量法进行计算 UuL =UuN =U-Uv Uv Uyw =Uy-Uw (5.3) UwL=Uw=Uw-Uw Uw Uuv 6 名 -UwUvw 6 5.1三相正弦交流电源 -Uv. Uo =3U Uw U Uvw =Uy (5.4) Uwv 6 Uw U U 即： U=5U(5.5》 -UwUvw 图5.3三相电源相电压、线电压关系 结论： (1)三个线电压有效值相等，都等于相电压的5倍，在相位上分别超前对 应的相电压π/6。各线电压的相位差亦是2/3π(120°)。 (2)三相四线制供电方式，不但相电压对称，而且线电压也是对称的。 5.1三相正弦交流电源 [例5.11 三相四线制供电系统，已知相电压为220V,试求线电压为何值？ [解] U=V3U。=V3×220V=380V 风 5.2三相负载的连接 5.2.1三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。 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。 Llo L20 L3o No Z 1Z2 M 不对称三相负载 对称三相负载 图5.4三相负载星形联结 9 5.2三相负载的连接 4.线电流：在图5.5(a) 电路图中，三根端线上的电流u、i、w。 5.相电流：在图5.5(a)电路图中， 流经负载的电流iuN、iN、iwN 当负载作星形联结时，线电流等于相电流，即 iu=iN,v=WN,iw=iwN或远=ip 相电流与对应相电压之间的夹角φ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。 Uo U MUV No uwU Z iw Wo VN uyw Vo (a) (b) 图5.5三相负载星形联结电路图和矢量图 10