电路基础与实践作者刘科第5章三相交流电路课件.ppt

5.1三相交流电源 5.2对称三相电路的计算 5.3不对称三相电路的计算 5.4三相电路的功率及其测量 5.5实践项目 三相电路的连接和测量 小结 * 电路基础与实践 第5章 三相交流电路时域分析 * * 第5章 三相交流电路时域分析 5.1.1 对称三相电压 三相交流电路（简称三相电路）是由三相电源和三相负载所组成的电路整体的总称。所谓三相电源是指能同时产生三个频率相同、最大值相同、相位互差 120o的正弦电动势（或电压）的交流电源总体，这一概念也是对称电源的概念。 三相交流发电机就是一种应用最普遍的三相电源。三相交流发电机，它主要由定子和转子两大部分组成，定子内圆表面的槽内装有三个结构完全相同、彼此在空间相隔120°。电角度的绕组A（首端）X（末端）、B（首端）Y（末端）、C（首端）Z（末端），运行时转子绕组通以直流电，产生磁场，当原动机驱动转子匀速转动时，定子的三相绕组依次切割磁力线，就会产生三相对称感应电动势，即三相电动势的幅值相等、频率相同、相位彼此相差120°。这是由于定子内的三个绕组结构完全相同，转子的旋转速度相同，三个绕组分布的位置不同感应电动势不可能是同相所致。当电动机没有带负载时，定子各相绕组的电压就等于各相的电动势，即三相定子绕组上产生了三相对称电压。 其波形图如图 5-1（a）所示。 （a） （b） 图5-1 对称三相电源的波形图和相量图 （a）波形图 （b）相量图 设转子以角速度ω旋转，则A、B、C三相电压的解析式为 （5-1） 其中 为相电压的振幅，U为相电压的有效值。5-1式具有相同的振幅 、相同的角频率 、相位依次相差120°的电压称为对称三相电压。 如果用相量表示，则上述对称三相电压的相量式为 （5-2） 对应的相量图如图5-1（b）所示。对称三相电压的特点是：在任一时刻，对称三相电压之和恒等于零。即 利用三角函数公式不难得出对称三相电压相量之和为零的结论，即 在图5-1（b）中任意两个电压的相量和一定与第三个电压相量大小相等，方向相反。 因而得证。 5.1.2三相电源的星形和三角形连接 图5-2 三相电源的星形连接 在三相电路中，对称三相电源有星形（Y）和三角形（Δ） 两种联接方式，以组成一定的供电体系向负载供电。 1．三相电源的星形联接 如图5-2所示，如将三相电源的三个末端（即负极性端）X、Y和Z连接起来形成一个公共点O，O点称为三相电源的中性点，从这一点引出的线称为中性线（简称中线），俗称零线；从三相电源的三个首端（即正极性端）A、B和C引出的供电线称为端线，也称相线，俗称火线。这样就构成了三相电源的星形联接。 火线与零线之间的电压称为相电压，如图5-2中用相量表示的 、 、 ，用有效值表示即为 、 、 。相电压的参考方向是火线指向零线。火线与火线之间的电压称为线电压，如图5-2中用相量表示的 、 、 ，用有效值表示即 ， ， 。线电压的参考方向是从火线A指向火线B；线电压的参考方向是从火线B指向火线C；线电压的参考方向是从火线C指向火线A。 如图5-2，根据基尔霍夫电压定律，可得线电压与相电压的 关系为 （5-3） 根据式5-2与式5-3可画出相量图如图5-3所示， 由相量图可得