海南大学：《电路与电子技术（计算机电子电路）》课程教学资源（课件讲稿）第三章 三相电路及其应用

第3章三相电路的应用与电路的暂态分析 本章内容为次重点教学内容，对应教材第3 4章； 学习本章应重点理解三相电压的形式及其 特点，能对简单的三相电路进行计算；理解 动态电路初始值、时间常数、零输入响应、 零状态响应、全响应等动态电路分析基本概 念能运用三要素法求解简单电路，懂得安 全用电的初步知识

第3章三相电路的应用与电路的暂态分析 本章内容为次重点教学内容，对应教材第3、 4章； 学习本章应重点理解三相电压的形式及其 特点，能对简单的三相电路进行计算；理解 动态电路初始值、时间常数、零输入响应、 零状态响应、全响应等动态电路分析基本概 念，能运用三要素法求解简单电路，懂得安 全用电的初步知识

第3章第1部分 在本次课中，我们将介绍三相交流发电机 的原理、三相电压的特点、对称三相电路的 分析方法等

第3章第1部分 在本次课中，我们将介绍三相交流发电机 的原理、三相电压的特点、对称三相电路的 分析方法等

相关知识点与学习目标 本课涉及三相电压的形式及其特点、三相电源的联 接方式、对称三相电路的特点3个知识点，通过本课 学习，应懂得应用实践中将多个正弦电源组合应用的 必要性，理解三相电压的形式及其特点，掌握三相电 源星形联接、三角形联接的方法及其特点

相关知识点与学习目标 本课涉及三相电压的形式及其特点、三相电源的联 接方式、对称三相电路的特点 3个知识点，通过本课 学习，应懂得应用实践中将多个正弦电源组合应用的 必要性，理解三相电压的形式及其特点，掌握三相电 源星形联接、三角形联接的方法及其特点

定子 一.三相电压的产生 三相电压由三相 定子的槽 交流发电机产生 中嵌有三组 绕阻，每组 其发电原理是电磁感 称为一相， 分别称为A 应（变化的磁场产生 相、B相和 变化的电场) C相 转子是一个磁极，当转子 工艺上保证定子与转子之间磁 以角速度ω顺时针旋转时， 感应强度沿定子内表面按正弦 产生变化的磁场，将在三 规律分布。在各相绕组的始端 相绕组产生感应电压 和末端间产生随时间按正弦规 律变化的感应电压

一．三相电压的产生 工艺上保证定子与转子之间磁 感应强度沿定子内表面按正弦 规律分布。在各相绕组的始端 和末端间产生随时间按正弦规 律变化的感应电压 三相电压由三相 交流发电机产生 其发电原理是电磁感 应（变化的磁场产生 变化的电场） 定子的槽 中嵌有三组 绕阻，每组 称为一相， 分别称为A 相、B相和 C相 定 子 转子是一个磁极，当转子 以角速度ω顺时针旋转时， 产生变化的磁场，将在三 相绕组产生感应电压

历史背景 Nikola Tesla (1856-1943)was a Croatian-American engineer whose inventions-among them the induction motor and the first polyphase ac power system-greatly influenced the settlement of the ac versus dc de- bate in favor of ac.He was also responsible for the adoption of 60 Hz as the standard for ac power systems in the United States. Born in Austria-Hungary (now Croatia),to a clergyman,Tesla had an incredible memory and a keen affinity for mathematics.He moved to the United States in 1884 and first worked for Thomas Edison.At that time,the country was in the "battle of the currents"with George Westinghouse (1846-1914)promoting ac and Thomas Edison rigidly leading the dc forces.Tesla left Edison and joined Westinghouse because of his interest in ac.Through Westinghouse,Tesla gained the reputation and acceptance of his polyphase ac generation,transmission, and distribution system.He held 700 patents in his lifetime.His other Courtesy Smithsonian inventions include high-voltage apparatus (the tesla coil)and a wire- Institution less transmission system.The unit of magnetic flux density,the tesla, was named in honor of him. 甜调

历史背景

三相发电机 a Three- phase C Van(t)Von(t)Ven(t) output Stator Co- Rotor 0 120° 240 a b Figure 12.5 The generated voltages are 120 apart from each other. Figure 12.4 A three-phase generator. 鑫

三相发电机

绕组的始端之间或末端之间彼此相 隔120°。当转子以角速度ω顺时针 旋转时，将在三相绕组产生频率相 同、幅值相同，彼此间的相位相差 120°的三相电压 三相电 4A=√2 sin at 压的时间 达B =√2Usin(at-120y 转子定子 表达式 uc v2U sin(ax +120 三个频率相同、幅值 相同彼此相位相差 三相电 乙UA=U10° 120的电压，称为对 压的相量 0B=U1-120°=tU0- 称三相电压 表达式 Uc=U120°=U(- 三相电路中的电源一般都是对称的

绕组的始端之间或末端之间彼此相 隔120°。当转子以角速度ω顺时针 旋转时，将在三相绕组产生频率相 同、幅值相同，彼此间的相位相差 120°的三相电压 转 子 定 子 三相电 压的时间 表达式 三相电 压的相量 表达式 三个频率相同、幅值 相同、彼此相位相差 120°的电压，称为对 称三相电压 三相电路中的电源一般都是对称的

=√2 sin at UA=U/0 三相电 Us=U1-120°=UJ(- 1 we=√2Usin(at-120 压的时间 uc 2U sin(ax +120) 表达式 Uc=U120°=U(- 对称三相电压的相量图及波 三相电压的相 形如图3-1-2、图3-1-3 量表达式 上述三相电压到达正幅值（或相应零值）的先后次序称为 相序。 图31-2示三相电压的相序为A→B→C,称为正序或顺序。与 此相反如B相超前A相120°，C相超前B相120°，这种相序 称为负序或逆序。今后如无特殊声明，均按正序处理 由相量式知，上面定义的三相电压的相量和为0

对称三相电压的相量图及波 形如图3-1-2、图3-1-3 三相电 压的时间 表达式 三相电压的相 量表达式 上述三相电压到达正幅值（或相应零值）的先后次序称为 相序。 图3-1-2示三相电压的相序为A→B→C，称为正序或顺序。与 此相反，如B相超前A相120° ，C相超前B相120°，这种相序 称为负序或逆序。今后如无特殊声明，均按正序处理 由相量式知，上面定义的三相电压的相量和为0

cn Van Von Vcn =0 120 IVanl IVonl Venl 120° -120° Vam=Vn/0° Von Vp/-1200 (a) Vm=Vp/-240°=Vp/+120° 120 Vam=V/0° 120° Vm=V/-120° an -120° Vbm=V,/-240°=Vp/+120° Vam+Vm+Vm=Vp/0°+Vn/-120°+Vp/+120 (b) =V(1.0-0.5-j0.866-0.5+j0.866) Figure 12.7 Phase sequences:(a)abc or positive =0 sequence,(b)acb or negative sequence

电压源的连接方式 a an ca cn m b (a) (b) Figure 12.6 Three-phase voltage sources:(a)Y-connected source,(b)A-connected source. 蘭

电压源的连接方式