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1、第第4章章 三相正弦交流电三相正弦交流电4.1 4.1 三相电源三相电源三相电源三相电源4.2 4.2 三相负载三相负载三相负载三相负载退退退退 出出出出4.3 4.3 三相电路的功率三相电路的功率三相电路的功率三相电路的功率4.1 三相电源三相电源4.1.1 4.1.1 三相对称正弦交流电压源三相对称正弦交流电压源三相对称正弦交流电压源三相对称正弦交流电压源4.1.2 4.1.2 三相电源的星形连接三相电源的星形连接三相电源的星形连接三相电源的星形连接 退退退退 出出出出4.1.3 4.1.3 三相电源的三角形连接三相电源的三角形连接三相电源的三角形连接三相电源的三角形连接 4.1.1 三相
2、对称正弦交流电压源三相对称正弦交流电压源 三相对称正弦交流电压源是由3个相同频率、相等幅值、初相依次滞后120的正弦电压源连接成星形（Y）或三角形（）组成的电源。3个正弦电源正端极性记为A、B、C，负极性记为X、Y、Z，图中每一个正弦电压源称为三相电压源当中的一相，依次为A相、B相、C相。在我国电力系统中一般采用黄、绿、红三种颜色区别三相电压。瞬时值表达式瞬时值表达式瞬时值表达式瞬时值表达式 相量表达式相量表达式相量表达式相量表达式1三相电源表达式 三相对称正弦交流电压各相的波形和相量图如图4-2、图4-3所示。或或或或 对称三相电压满足：4.1.2 三相电源的星形连接三相电源的星形连接 根据
3、图4-4所示，若将发电机的3个绕组的末端x、y、z连在一起，这种连接方式称为星形连接。x、y、z连接在一起的点称为中性点（或零点），引出的连线称为中性线N（或零线），从A端、B端、C端引出的连线称为相线或端线（俗称火线）。中线中线三个三个线电压线电压三个三个相电压相电压三个三个相电压相电压三个三个相电压相电压三个三个端线端线三个三个端线端线三个三个端线端线相线与中性线之间的电压称为相电压，用Up表示；每两根相线之间的电压称为线电压，用Ul表示。4.1.3 三相电源的三角形连接三相电源的三角形连接将三相电源中每相绕组的首端依次与另一相绕组的末端连在一起，形成闭合回路，然后从三个连接点引出三根相线
4、，如图4-6所示，这种连接方法称为三相电源的三角形连接或形连接。这种连接方式的线电流、相电流和线电压、相电压之间的关系如下：4.2 三相负载三相负载 4.2.1 4.2.1 三相负载的星形连接三相负载的星形连接三相负载的星形连接三相负载的星形连接 4.2.2 4.2.2 三相负载的三角形连接三相负载的三角形连接三相负载的三角形连接三相负载的三角形连接 退退退退 出出出出 所谓对称三相负载，即每相负载相同，电抗的性质一样，数值相同。如果三相电源对称，三相负载对称，由此组成的供电系统，称为对称三相电路。4.2.1 三相负载的星形连接三相负载的星形连接 三相四线制在负载对称时，中线电流为零；负载不对
5、称时，线电流不对称，中线电流不为零。三相四线制的中性线不能断开，更不允许安装熔断器和开关。4.2.2 三相负载的三角形连接三相负载的三角形连接 负载的三角形连接，每相负载两端的电压都是电源的线电压，每相负载中流过的电流为负载的相电流。由相量图可知，由于是负载对称，相电流、线电流均为数值相等、相位互差120的三相对称电流，线电流等于倍相电流。4.3 三相电路的功率三相电路的功率 4.3.1 4.3.1 有功功率有功功率有功功率有功功率4.3.2 4.3.2 无功功率无功功率无功功率无功功率退退退退 出出出出4.3.3 4.3.3 视在功率视在功率视在功率视在功率4.3.4 4.3.4 瞬时功率瞬
6、时功率瞬时功率瞬时功率4.3.1 有功功率有功功率 在三相电路中，三相电源发出的有功功率等于三相负载吸收的有功功率，即等于各相有功功率之和。在对称三相电路中 如果三相负载为星形联接，则：如果三相负载为三角形联接，则：对称的三相负载不论星形连接，还是三角形负载，它的总有功功率 4.3.2 无功功率无功功率 在三相电路中，三相电源的无功功率也等于三相负载的无功功率，即等于各相无功功率之和。无论对称负载以哪种方式连接 4.3.3 视在功率视在功率 三相电路的视在功率可以表示为对称三相负载的视在功率为4.3.4 瞬时功率瞬时功率 对称三相电路的瞬时功率，它等于各相电路的瞬时功率之和。以Y形连接为例讨论
7、三相电路负载的瞬时功率。各相负载的瞬时功率之和为 因此，对称三相电路的总瞬时功率是一个常数，等于三相电路的平均功率，这个结论对负载Y形联接和联接都适用，这也是三相制的优点之一；不管是三相发电机还是三相电动机，它的瞬时功率为一个常数，这就意味着它们的机械转矩是恒定的，从而避免运转时的振动，使得运行更加平稳。解：解：电动机的额定功率是指满载时轴上输出的机械功率。额定功率Pn与电动机额定输入电动率Pin的比就是它的满载效率，用表示，即：【例【例4-1】一台10 kW的三相异步电动机接到线电压是380V的线路上按额定运行。已知电动机满载时的功率因数是0.87，效率是87.5%，求其额定电流。所以电动机
8、的额定电流（指线电流）1 三相电路，三个频率相同、振幅相等而相位上互差120的正弦量统称为对称三相正弦量，对称三相正弦量的瞬时值之和及相量和恒等于0。2 三相电源有星形连接和三角形连接两种连接方式。星形连接的相电压和线电压是对称的，线电压等于相电压的 倍，线电压相位比对应的相电压超前。三角形连接的线电压等于相电压。3 三相负载也有星形连接和三角形连接两种连接方式。4 对称三相电路，对称三相电路可化为YY接线，中线不起作用，形成各相的独立性，因而可归结为一相计算。本章小结本章小结 5 不对称三相电路，不对称三相电路可看成是复杂电路的一种特殊的类型，直接利用米尔曼定理求负载中性点电压 ，然后求得各支路电流。6 三相电路的功率，三相电路的功率为三相功率之和，对称三相电路不论是星形联接还是三角形联接都可按下式计算：