《电工技术》课程教学课件（PPT讲稿）第5章 三相交流电路

第5章三相电路 5.1三相电路基础 5.2对称三相电路的计算 5.3不对称三相电路的概念 5.4三相电路的功率 作业：P1193、8、10 2025/4/3

2025/4/3 1 第5章 三相电路 5.1 三相电路基础 5.2 对称三相电路的计算 5.3 不对称三相电路的概念 5.4 三相电路的功率 作业：P119 3、8、10

5.1三相电路基础 三相电路：由三相电源、三相负载和三相输电线路 三部分组成。 在世界各国的电力系统中，供电方式绝大多数都采 用三相制。 采用三相制供电比单相制供电有更多的优越性： ①发电方面：比单相电源可提高功率50%左右； ②输电方面： 比单相输电节省有色金属25%左右； ③配电方面：三相变压器比单相变压器经济且便于接 入负载： ④ 用电方面：三相异步电动机比单相电动机运行平稳， 且结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。 07:19 2

07:19 2 5.1 三相电路基础  三相电路：由三相电源、三相负载和三相输电线路 三部分组成。 在世界各国的电力系统中，供电方式绝大多数都采 用三相制。 采用三相制供电比单相制供电有更多的优越性： ① 发电方面：比单相电源可提高功率 50%左右； ② 输电方面：比单相输电节省有色金属 25％左右； ③ 配电方面：三相变压器比单相变压器经济且便于接 入负载； ④ 用电方面：三相异步电动机比单相电动机运行平稳， 且结构简单、成本低、运行可靠、维护方便。 2

5.1.1三相电源 对称三相电源由三相同步发电机产生。 汽轮发电机定子 汽轮发电机转子 运行中的300MW气轮发电机 组装中的水轮发电机 07:19 3

07:19 3 5.1.1 三相电源 对称三相电源由三相同步发电机产生。 运行中的300MW气轮发电机 组装中的水轮发电机 汽 轮 发 电 机 转 子 汽 轮 发 电 机 定 子 3

1.三相正弦交流电的产生 (首端)U1 工作原理：动磁生电 定子 e 2 W, 转子 (尾端)U2V2W2 e e 铁心（作为导磁路径) 定子 匝数相同 ò 发电机结构 三相绕组 (空间排列互差120° 07:19 转子：直流励磁的电磁铁

07:19 工作原理：动磁生电 定子 转子 W1 U2 V1 U1 V2 S N + _ + + + W2 + + _ _ e e U1 U2 • (尾端) + e1 e2 e3 (首端) U1 + + – – – U2 V2 V1 W1 W2 1.三相正弦交流电的产生 铁心（作为导磁路径） 三相绕组 匝数相同 空间排列互差120 : 直流励磁的电磁铁 定子 转子 发电机结构 4

波形图： 三相电动势瞬时表示式： e e=E sinot 3 e2=Em sin(@t-120) e3 E sin(@t+120) A0 360 相量表示： E1=E/0° 相量图： 。 120 E,=E-120° 120° E E,=E什120° 120° 07:19 5

07:19 三相电动势瞬时表示式: e 0 e1 e2 e3  2 120° 240° 360° t e E sin t 1 = m  ( 120 ) 2 e = E sin t −  m  ( 120 ) 3 e = E sin t +  m  波形图: 相量表示: = − 120 E  2 E E 3 = E + 120° 相量图: E2 E1 . . 120° 120° 120° E3 . E 1 =E 0° 5

三个正弦交流电动势满足以下特征： 最大值相等 频率相同 称为对称三相电动势 相位互差120° 对称三相电动势的瞬时值之和为0 W 120 即：e1+e2+e3=0 120 120 或E,+E2+E3=0 E2 V 相序：三相交流电到达正最大值的顺序 正序或顺序：U(黄)、V(绿)、W(红) 反序或逆序：U、W、V 07:19 6

07:19 对称三相电动势的瞬时值之和为 0 相序：三相交流电到达正最大值的顺序。 0 即 ：e1 + e 2 + e 3 = 0 E1 + E2 + E3 = 或    最大值相等 频率相同 相位互差120° 称为对称三相电动势 三个正弦交流电动势满足以下特征： 正序或顺序：U(黄）、V（绿）、W（红） 反序或逆序：U、W 、V E2 E1 . . 120° 120° 120° E3 . U V W 6

2.三相电源的星形联结 ()联接方式 -·L1端线（相线、火线） 4 W12 °N中线（零线） u W31 中性点 相电压：端线与中线间（发电机每相绕组）的电压 Ur Ux U3 U 线电压：端线与端线间的电压 07:19 012U2301U7

07:19 7 N L2 L3 L1 N U1 W V1 1 2. 三相电源的星形联结 (1) 联接方式 中线(零线) 中性点 端线(相线、火线) 相电压：端线与中线间（发电机每相绕组）的电压 线电压：端线与端线间的电压 U1 U 2 U 3  、  、  U1 2 U 2 3 U 3 1  、  、  u3 – + – + + – u1 u2 u12 – + – + – + u31 u23 UP UL 7

Y-线电压与相电压的关系 相量图 -oN l12 30° 31 0L2 + 12 3L3 由相量图可得 根据KVL定律 02=01-02 02=30130 03=02-0g 023=V30230° 031=03-01 07:1 031=V30330° 8

07:19 8 Y-线电压与相电压的关系 U1 2 U1 U 2    = − U 2 3 U 2 U 3    = − U 3 1 U 3 U1    = − 根据KVL定律 由相量图可得 相量图 30°    3 3 0 U1 2 = U1 U1  U3  U2  U12 U2  L1 −  N L2 L3 + – + – + – u1 – + – + – + u2 u31 u3 u12 u23 = 3 3 0 U 2 3 U 2   = 3 3 0 U 3 1 U 3   8

8结论：对Y联接的对称三相电源 ①若相电压对称，则线电压也对称； ②线电压的大小等于相电压的√3倍； ③线电压相位领先于对应相电压30°。 所谓的“对应”：对应相电压用线电压的 U31 第一个下标字母标出。 +1 03 →02 Uv U31 →03 2 07:19 9

07:19 9  结论：对 Y 联接的对称三相电源 ① 若相电压对称，则线电压也对称； ② 线电压的大小等于相电压的 3 倍； ③ 线电压相位领先于对应相电压 30o 。 所谓的“对应”：对应相电压用线电压的 第一个下标字母标出。 . U12 . U1 . U23 . U2 . U31 . U3 . U23 . U12 . U1 . U2 . U3 N . U31 9

3.三相电源的△形联接 0L1 W12 U31 W31 。L2 + W23 3 0 3 03 8线电压等于对应的相电压。 012=01023=U2 U31=U3 8注意①以上关于线电压和相电压的关系也适用于 对称星型负载和三角型负载。 ②△联接电源始端末端要依次相联。 07:19 10

07:19 10  注意 3.三相电源的△形联接  线电压等于对应的相电压。 . U1 . U12 = . U2 . U23 = . U3 . U31 = ①以上关于线电压和相电压的关系也适用于 对称星型负载和三角型负载。 ②△联接电源始端末端要依次相联。 – + + – + L2 L1 L3 u12 UBC  – u31 u23 + − − + − + L2 L1 L3 . U1 . U2 . U3 . U12 . U23 . U31 10