项目5 三相正弦交流电路（课件）- 《电工电子技术与技能》同步教学（清华大学版·第2版）

项目5 三相正弦交流电路 任务5.1 认识三相交流电 任务5.2 三相负载的接法 任务5.3 拓展与训练 项目5 三相正弦交流电路 任务5.1 认识三相交流电 5.1.1 三相交流电的基本概念 1.三相交流电的优点 正弦交流电路按电源中交变电动势的个数分为单相交流电路和三相交流电路，只有一个交变电动势的正弦交流电路叫单相正弦交流电路;有三个交变电动势的正弦交流电路叫三相正弦交流电路。有一个交变电动势的电源叫单相正弦交流电源，有三个交变电动势的电源叫三相正弦交流电源，三相正弦交流电源中常见的是对称三相交流电源。 项目5 三相正弦交流电路 对称三相交流电由三个频率、幅值相等，相位彼此相差120度的一组交流电组成，简称三相交流电，是应用最为广泛的一种交流电。它得到广泛应用的原因如下。 (1)产生三相交流电的发电机比同尺寸的单相交流发电机输出的功率大; (2)三相交流电的发电机比单相交流发电机运行更平稳，维护工作量少; (3)输送的功率相同时，三相输电线比单相输电线可节约材料。 项目5 三相正弦交流电路 2.对称三相交流电的产生 三相交流电源是由三相正弦交流发电机产生的。三相交流发电机中有三个独立、在空间位置上相差120度、匝数和材质都相同的绕组，发电机工作时，每个绕组产生一相交流电，三个绕组就产生三个频率、幅值相等，彼此相位相差 120度的一组交流电----三相 对称交流电。 项目5 三相正弦交流电路 5.1.2 三相交流电的相序 1.三相交流电相序的基本概念 各相交流电达到最大值的先后次序叫做相序。规定每相电动势的正方向是从线圈的末端指向始端，即电流从始端流出时为正，反之为负。三相交流电按U-V-W的顺序先后达到最大值，把相序U-V-W称为正序，而把U-W-V-U称为逆序。习惯上采用黄、绿、红三种颜色分别表示U、V、W三相。 项目5 三相正弦交流电路 2.三相交流电负载接法 其接法分为三相四线制与三相六线制两种。 3.三相四线制电路 线电压一一端线与端线之间的电压。 相电压一一端线与中线之间的电压。 项目5 三相正弦交流电路 5.1.3 三相交流电源 在低压供电系统(市电220V)中常采用三相四线制供电，把三相绕组的末端U2、V2、W2连接成一个公共端点，叫做中性点(零点)，用N表示。从中性点引出的导线叫做中性线(零线)，用黑色或白色表示。中性线一般是接地的叫做地线。从线圈的首端U1、V1、W1引出的三根导线叫做相线(火线)，分别用黄、绿、红三种颜色表示。 图5-4 三相四线制电源 项目5 三相正弦交流电路 1.相电压Up与线电压UL 各相线与中性线之间的电压叫相电压，分别用Uu、Uv、Uw表示有效值。 相线与相线之间的电压叫做线电压，其有效值分别用Uuv、Uvw、Uwu表示。 相电压与线电压参考方向的规定:相电压的正方向是由首端指向中点N，例如电压Uu是由首端U1指向中点N;线电压的方向，如电压Uuv是由首端U1指向首端V1。 项目5 三相正弦交流电路 2.相电压与线电压之间的关系 三相电源Y形连接时的电压旋转矢量图如图5-5所示。三个相电压大小相等，在相位上相差120°。三个相电压互相对称。 图5-5 三相四线制电源电压旋转矢量图 项目5 三相正弦交流电路 线电压Uuv、Uvw、Uwu在相位中比相应的相电压Uu、Uv、Uw超前30°。三个线电压在数值上大小相等，在相位上彼此间相差120°，因此线电压也是对称的。 家庭用的电源电压为220V，即指相电压;电源电压为380V，即指线电压。 项目5 三相正弦交流电路 任务5.2 三相负载的接法 三相电路中的三相负载，可分为对称三相负载和不对称三相负载。各相负载的大小和性质完全相同的叫对称三相负载，各相负载不同的叫不对称三相负载。在三相电路中，负载有星形和三角形两种连接方式。 5.2.1 三相负载的星形连接 1.连接方式 项目5 三相正弦交流电路 把各相负载的末端连在一起接到三相电源的中性线上，把各相负载的首端分别接到三相交流电源的三根相线上，这种连接方法叫做三相负载有中性线的星形连接。 2.电路计算 负载星形连接并具有中性线时，三相交流电路的每一相，就是一个单相交流电路，所以各相电压与电流数量及相位关系可用单相交流电路的方法处理。 项目5 三相正弦交流电路 (1)相电流 各相电流之间的相位差为1200。 (2)线电流 三相负载星形连接，每相负载都串在相线上，相线和负载通过同一个电流，所以各相电流等于各线电流。 (3)中性线 流过中性线的电