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电工基础教案第五章1


说明: 三个相电压只有在对称时其和为零,而线电压无论对称
与否其和均为零,即:uAB uBC uCA uA uB uB uC uC uA 0
(3)线电流与相电流 线电流:过端线的电流叫做线电流,规定线电流的参考方向从电
源参考正极指向负载,用iA、iB、iC表示。对称线电流
的有效值用Il表示。 相电流:通过电源每一相的电流叫做相电流,规定电源相电流的参
若以A相的初相为0°则三相的电压解析式为:
uA Um sint
uB
Um
sin(t
2
3
)
uC
Um
sin(t
2
3
)
相量表示为:
U A UP0 UP
UB
U
P
2
3
1 j 2
3 UP
UC
U
P
2
3
1 j 2
3 UP
如图是三相交流对称电源的波形图和相量图。
u
uA
uB
uC
ωt 0
(a) 波形图
UC 120° UA
相电压:端线到中线的电压叫相电压,用uA、uB、uC表示,它们
的有效值用UP;相电压的参考方向规定为从相头指向相 尾。
相电压相量可表示为:
U A UP0
U
B
UP
2
3
U
C
UP
2
3
线电压的相量表示:
U AB U A U B
U BC U B U C
U CA U C U A
3U A 30
-120° UB (b) 相量图
4.若将三个正弦向量求和,则
U AU BUC
UP
1 j 2
3
UP
1 j 2
3UP 0
三个正弦量的瞬时值求和,有:
uA uB uC 0
5.相序:对称三相电源电压达到最大值或零值的先后顺序称为相 序
顺相序(正序):通常把A-B-C-A称为顺相序(也叫正序)
逆相序(负序):A-C-B-A称为逆相序(也叫负序) 一般无特殊说明,三相电动势都指顺相序。
等。 实际的电力系统几乎都是三相制。
该章的主要内容: 一. 三相正弦交流电的产生 二. 三相交流电路的连接方式 三. 三相交流电路的功率 四. 应用电路
第一节 三相正弦交流电的产生
1. 三相正弦交流电的产生: 如图为最简单的三相交流发电机的示意图:
N
C
Y
X
A
B
Z
S
绕组AX、BY、CZ分别叫做A相绕组、B相绕组、C相绕组
考方向从电源负极指向正极。对称相电流的有效值用IP表 示。 相电流与线电流的关系:星形连接的对称三相电源的中线电流等于
对应的相电流。即:
Il IP
2.三相交流电源三角形连接 (1)电路图如图所示:
iA A
uC
uA
iAC iBA iCB iB
B
uB
iC
C
V uC
uA
uB
将三相电源的三相绕组依次连接,即A相的X端接B,B相的Y端
接C,C相的Z端接A,构成一个闭合的三角形,分别从A、B、
C三端引出三条端线,这就是三相交流电源三角形连接
(2)线电压与相电压的关系:
三相电源作三角形连接时,线电压就是对应的相电压。即:
说明:
U AB U A UP0 Ul0
U BC U B UP 120 Ul 120
U CA U C UP120 Ul120
。各绕组在空间位置上彼此相差120°。铁芯和绕组合称
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电枢。N、S为U型磁铁的两个磁极。
2. 三相电动势: 当电枢逆时针方向匀速旋转时,各绕组内感应出频率相同、振 幅相同、相邻两相相位差为120°的电动势。这样的电动势称为 对称三相电动势。
电源称为对称的三相电源
3. 该三相电动势在线圈两端引起电压的解析式和相量表示:
1.三相交流电源星形连接 (1)如图所示:
A
端线
iA
A
uA
X uC Z
Y C
uB
中线
端线 B
端线
uA uAB
N
iB B
iC C
-UA UC
UCA
UB
UAB -UB
30° UA
-UC UBC
将三相绕组的相尾X、Y、Z连接成一点N,该点叫中性点。 从中性点引出一条线N,叫做中线(当N接地时,又叫零线)。
Ul UP
(a)三角形连接中三个绕组构成了闭合回路,对称三相电压之 和为零,外部不接负载时,这一闭合回路中没有电流,即 每一绕组都没有电流通过。
(b)如果三相电压不对称,或者虽然对称,但有一相接反,则 三相电压之和不为零,当电源外部不接负载时,由于每相 绕组内阻抗较小,在三角形绕组内会产生较大的环行电流, 引起绕组发热,甚至烧坏绕组。因此,在工程上为了保证 三相绕组能正确地连接成三角形,一般先不将三角形闭合, 而是在开口处接一块伏特计,测量回路电压,如图所示。
从三相绕组的首端A、B、C(新的国际统一符号为L1、L2、L3)引 出的三条输电线叫电源的端线(又叫火线或相线)。
有中线的三相制叫三相四线制 无中线的三相制叫三相三线制。
(2)相电压和线电压
线电压:端线间的电压叫做线电压,用uAB、uBC、uCA表示,
它们的有效值用Ul表示;各线电压的参考方向规定 为A线指向B线,B线指向C线,C线指向A线。
6.说明: (1)无论以哪一相作为参考正弦量(即初相为零的正弦
量),三相交流电源的相位差不变。
(2)三相交流电路中的对称物理量(电压或电流),无
论是瞬时值求和还是对应向量求和均为零。
第二节
三相交流电路的连接方式
三相交流电路的连接包括电源的连接和负载的连接两部分。
一. 对称三相交流电源的连接方式 其连接方式有星形和三角形两种。
iA A
uC
uA
iAC iBA iCB iB
B
uB
iC
C
V uC
uA
uB
其测量方法为:如果伏特计的读数为零,说明绕组连接正确,可 取下伏特计,再将开口处连接上;如果伏特计的 读数不为零,而是相电压的两倍,则表明有一相
(或两相)绕组接反了,必须将其更正,然后再用 上述方法复查,复查无误后再将开口处接上。
第五章 三相交流电路
基本概念: 1.单相电源:一个电源只能输出一个电压,这样的电源叫单相电
源。
2.多相电源:当一个电源能输出多个频率相同、振幅相同、相位 互异的电压时,该电源叫多相电源,其中的每一个 电源叫做一个单相。
3.多相电路:由多相电源构成的电路叫多相电路 4.多相电路的分类: 常见的多相电源有两相、三相、四相、六相
3U B 30
3U C 30
3UP30 Ul30 3UP 90 Ul 90 3UP150 Ul150
U l 3U P
可见,对称三相电源星 形连接时,三个线电压 也对称,且线电压的有 效值为相电压
有效值的 3倍。线电压 U AB 超前相电压 U A 300,同样 U BC 超前U B 300 ,.U CA 超前UC 300
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