电工基础 第6章 三相电路.ppt

第6章 三相电路 6.1 三相电源与三相负载 6.2 对称三相电路的计算 习题6 6.1 三相电源与三相负载 前面所研究的正弦交流电路中的电源都是具有两个端钮， 输出一个电压或电流， 由这样的电源供电的电路称为单相交流电路。 单相交流发电机的原理我们在第4章中已经介绍过。 如图4.5所示, 其中线圈称为绕组， 当这组绕组在匀强磁场中匀速旋转后， 就会产生一正弦交流电压。 现将三组完全相同的绕组对称固定在同一圆柱形铁心上， 如图6.1所示， 三相绕组会同时发出三个大小及频率相同而相位互异的三相电压， 这就是三相交流发电机的最简示意图。 目前， 国内外电力系统普遍采用这种三相制供电方式。 6.1.1 三相电源 图6.1中， 三相绕组AX、 BY、 CZ分别可产生三相电压uA、 uB、 uC， 其中， A、 B、 C分别叫绕组的“相头”， X、 Y、 Z分别叫绕组的“相尾”。 我们定义三相电压的参考极性为“相头”为正， “相尾”为负， 其电路符号如图6.2所示。 若设uA为参考正弦量， 则由图6.1可知 uA=Um sinωt uB=Um sin(ωt-120°) uC=Um sin(ωt+120°) (6-1) 相量式为 我们把大小相等、 频率相同、 相位互差120°的正弦量称为对称三相正弦量(如uA、 uB和uC)。 由这三个电压组成的电源称为对称三相电源(本书今后所提到的三相电源均指对称三相电源)。 ? 三相电压到达振幅值（或零值）的先后次序为相序。 在图6.3（A）中三个电压到达振幅值的顺序为uA、 uB、 uC。 若其相序为ABCA， 则称为顺相序； 反之， 若相序为ACBA， 则称为逆相序。 本书着重讨论顺相序的情况。 6.1.2 三相电源的连接 三相发电机每相绕组均是独立的， 都可分别接上负载成为互不相连的三相电路。 如图6.4所示， 这种接法由于导线根数太多， 实际中是不可取的。 1） 星形连接（Y接） 将三相绕组AX、 BY、 CZ的相头A、 B、 C作为三相输出端， 而相尾X、 Y、 Z连接在同一中点N上。 从相头A、 B、 C引出的三根线称为端线（又叫火线）； 从中点N引出的线称为中线（又叫零线）。 如图6.5所示， 这种接法又称为三相四线制。 每相绕组两端的电压称为相电压， 即 对称三相电源的线电压大小常用UL表示， 其方向规定由A→B, B→C， C→A， 由图6.5可知， 星形连接的电源的各线电压可表示为 由相量图不难推出， 各线电压均超前其对应的相电压30°。 且 故各线电压与对应的相电压的相量关系为 2） 三角形连接（△接） 将三相绕组的相头和相尾依次连接在一起， 即A接Z， B接X， C接Y(如图6.7所示)， 称为三角形连接。 这时从三个连接点分别引出的三根端线A、 B、 C就是火线， 显然三角形连接时， 线电压与相电压的关系为 6.1.3 三相负载及其连接 三相负载同样也有两种连接方式： 星形连接和三角形连接。 1） 负载的星形连接 如图6.8所示的是三相负载和三相电源均为星形连接的三相四线制电路， 其中， ZA、 ZB、 ZC表示三相负载， 若ZA=ZB=ZC， 我们称其为对称负载， 否则， 称其为不对称负载。三相电路中， 若电源对称， 负载也对称， 称为三相对称电路。 由图6.8可知， 三相四线制电路中， 负载相电流等于对应的线电流， 即 如果忽略输电线路上的电阻， 则各项电流为 若为对称负载， 即ZA=ZB=ZC=Z, 则有 由于相电压对称， 因此线电流也对称， 则在三相对称电路中有 在三相四线制或对称三相三线制电路中， 负载的相电压与线电压的关系仍为 2） 负载的三角形连接 将三相负载首尾依次连接成三角形后， 分别接到三相电源的三根端线上， 如图6.10 所示， ZAB 、 ZBC 、 ZCA 分别为三相负载， 流在负载上的电流称为负载的相电流， 其参考方向