第五章三相交流电路分析.ppt

第五章 三相交流电路 第五章 三相交流电路 本章重点 三相交流电路线、相间电流和电压的关系 三相负载电流、电压即功率的计算。 第五章 三相交流电路 三相交流电动势的产生 * * 第五章 三相交流电路 一. 三相电源 四. 三相功率 第五章 三相交流电路 三. 负载星形连接的三相电路 二. 负载星形连接的三相电路 由三相电源供电的电路，称为三相电路。三相供电系统具有很多优点，为各国广泛采用。在发电方面，相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，在三相负载相同的情况下，发电机转矩恒定，有利于发电机的工作；在传输方面，三相系统比单相系统节省传输线，三相变压器比单相变压器经济；在用电方面，三相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动。 本节介绍三相电路的一些基本概念和简单三相电路的计算。 三相供电系统的三相电源是三相发电机。右图是三相发电机的结构示意图，它有定子和转子两大部分。 一、三相电源 定子铁心的内圆周的槽中对称地安放着三个绕组AX、BY和CZ。A、B、C为首端；X、Y、Z为末端。三绕组在空间上彼此间隔120?。转子是旋转的电磁铁。它的铁心上绕有励磁绕组。选择合适的铁心端面形状和励磁绕组分布规律，使励磁绕组中通以直流时，产生在转子和定子间气隙中的磁感应强度，沿圆周按正弦规律分布。当转子恒速旋转时，AX、BY、CZ 三绕组的两端将分别感应振幅相等、频率相同的三个正弦电压uA(t)、uB(t)、uC(t)。如果指定它们的参考方向都由首端指向末端，则它们的初相互相差120?。 （单相正弦电的产生） TFW2系列无刷三相同步发电机 长洲水利枢纽发电机转子 车用发电机定子 ? ? ? A X Y C B Z S N 定子 转子 ? 定子中放三个线圈： A ? X B ? Y C ? Z 首端 末端 三线圈空间位置 各差120o 转子装有磁极并以 ? 的速度旋转。三个 线圈中便产生三个单相电动势。 第五章 三相交流电路 若以 作为参考相量，这三个电压相量为 它们的相量图和波形图分别如图(a)、(b)所示。这样三个振幅相等、频率相同、相位差120°的一组正弦电源称为对称三相正弦电源。它们分别称为A相、B相和C相。 对称三相电压源的相量图和波形图 它们A相、B相和C相每相的电压称为相电压。按照各相电压经过正峰值的先后次序来说，它们的相序是A、B、C，称为正序，如果各相电压到达正峰值的次序为uA(t)、uC(t)、uB(t)，称为负序。用户可以改变三相电源与三相电动机的连接方式来改变相序，从而改变三相电动机的旋转方向。 三相电源有两种基本联接方式：星形联接和三角形联接。 星形联接(又称Y形联接)是将三相电源的末端 X、Y、Z接在一起，形成一个结点，记为 N，称为中性点或中点，将各相的首端 A、B、C以及中点N与四根输电线（分别称为相线和中线）联接，如图(a)所示。与传输线相联接的负载，可以从相线与中线之间得到三个相电压，用 表示，也可以从三根相线之间得到三个线电压，用 表示。线电压与相电压之间的关系可以从图(b)相量图中计算出来。 从上式可以看出，线电压是相电压的 倍，即 。例如我们日常生活用电是220V相电压，相应的线电压则是380V。从相量图上可以看出，三个对称相电压以及三个对称线电压之间存在以下关系 在星形联接中，流过相线的线电流等于流过每相电源的相电流，即 Il=IP 对称三相电源可以采用三角形联接(又称Δ联接)，它是将三相电源各相的始端和末端依次相连，再由A、B、C引出三根相线与负载相连，如右图所示。 三相电源的三角形联接 将三相电源作三角形联接时，要求三绕组的电压对称，如不对称程度比较大，所产生的环路电流将烧坏绕组。对称三相电源在Δ联接时，不能将各电源的始末端接错，否则将烧坏绕组。 二、Y－Y联接的三相电路 三相负载也有Y和Δ两种连接方式。下图表示Y形三相负载连接到Y形对称三相电源的情况。当三相负载相同时，即ZA=ZB=ZC=Z时，该电路是对称三相电路。 列出电路的结点方程，并代入 得到 由于 ，相当于中线短路，每相负载上的电压