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电路基础

电路基础. 第九章 三相电路. 上海交通大学本科学位课程. 第九章 三相电路. 基本要求：. 三相制 供电的基本概念. 三相电路的连接方式. 对称三相制的概念. 相序、相电压、相电流、线电压、线电流概念. 对称三相电路的分析与计算. 三相电路功率的计算与测量. 第九章 三相电路. 目前电力系统的供电方式基本上都采用三相制，因此，不论在通讯系统、工农业生产中，实际使用的 交流 电源都是三相电源，而日常生活所用的单相电源，多数也取自三相电源中的一相。.

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Presentation Transcript

  1. 电路基础 第九章 三相电路 上海交通大学本科学位课程

  2. 第九章 三相电路 基本要求： 三相制供电的基本概念 三相电路的连接方式 对称三相制的概念 相序、相电压、相电流、线电压、线电流概念 对称三相电路的分析与计算 三相电路功率的计算与测量

  3. 第九章 三相电路 目前电力系统的供电方式基本上都采用三相制，因此，不论在通讯系统、工农业生产中，实际使用的交流电源都是三相电源，而日常生活所用的单相电源，多数也取自三相电源中的一相。 实际上，还有一种单相电源，是由单相发电机产生的。只是在发电机尺寸相同的情况下，三相发电机比单相发电机输出的功率高，在生产中大量使用的交流电动机、三相电动机比单项电动机性能平稳可靠，加上在相同电气指标下，三相制的电能输送比单相制节省，所以目前广泛使用三相制。

  4. §9.1 三相电路的基本概念 • 三相电源 由频率相同而相位彼此相差120º的三个电压所构成的电源称三相电源，由三相电源所组成的供电系统称为三相系统或三相制，产生三相电源的装置是三相发电机 三相发电机定子槽中放置彼此相隔120º 的三个绕组U1U2, V1V2, W1W2，分别为U相、V相、W相绕组，其中U1, V1, W1为始端，U2, V2, W2为末端，当发电机转子按图示方向以匀速旋转时，三个绕组中就感应出随时间按正弦规律变化的三相电压，这三个绕组就相当于三个独立的正弦电压源。

  5. §9.1 三相电路的基本概念 uU = Upmcost uV = Upmcos(t -120º) uW = Upmcos(t+120º)

  6. §9.1 三相电路的基本概念 三个电压的振幅和频率都相同，相位依次相差120º，称对称三相电压。 • 三个电压到达正的(或负的)最大值的先后次序叫做相序。相量按逆时针方向旋转，三相电压中达最大值的次序为 uU，uV，uW 则相序为U→V→W 由于U相比V相相位超前,属正序(或顺序),反之,若第一相比第二相滞后,属负序(或逆序)。 • 由对称三相电压的相量图可知，对称三相电压的相量之和为零。

  7. §9.1 三相电路的基本概念 • 三相负载 由三相电源供电的负载称三相负载。三相负载通常有两类，一类是由三个单相负载(电灯、电烙铁等)各自作为一相组成的三相负载, 另一类就是三相负载(三相电动机、三相变压器等) 如果每相负载的阻抗都相等ZU=ZV=ZW=Z, 则称为对称三相负载。 • 三相电路 由三相电源、三相负载及连接电源和负载的导线所组成的电路，称三相电路。若三相电源和三相负载都是对称的，则称为对称三相电路。 三相电路属复杂正弦电路，学习时特别要注意由三相电路的对称性所引起的一些特殊规律。

  8. §9.1 三相电路的基本概念 根据 定义旋转因子 以a乘相量, 逆时针旋转120º 以a2 乘相量, 顺时针旋转120º 相量乘因子(1-a)，振幅为√ 倍,相移-30º(顺时针30º) 相量乘因子(1-a2)，振幅为√ 倍,相移30º(逆时针30º)

  9. §9.2 三相电路的连接 三相电路的两种连接方式：星形联结(Y形联结),三角形联结(△形联结) • 星形联结(Y形联结) 星形电源,星形负载,三相四线制,三相三线制。 相电压,相电流,线电压,线电流,中线电流。

  10. §9.2 三相电路的连接 • 星形电源 (发电机三个绕组的末端U2，V2，W2接在一起，用N表示，始端U1，V1，W1为引出端) • 三相负载按星形联接，负载中心为N’ • 有三根端线，一根中线，称三相四线制；只有三根端线，不接中线，称三相三线制。 • 相电压(每相绕组或每相负载上的电压), 相电流(每相绕组或每相负载上的电流) • 线电压(端线间的的电压)线电流(端线上的电流) • 中线电流(流过中线的电流)

  11. §9.2 三相电路的连接 • 线电压与相电压的关系 从右图可见 设 根据对称性

  12. §9.2 三相电路的连接 • 当星形电源的相电压为对称时，线电压也对称，线电压超前相电压30º，线电压的最大值 ULm是相电压最大值UPm的√ 倍,彼此相位差是120º 线电压的有效值UL是相电压有效值UP的√ 倍，且彼此相位差也是120º • 三相四线制中，相电压220V，线电压为

  13. §9.2 三相电路的连接 • 三角形联结(△形联结) 三相电源绕组的始末端顺次相接，即U2与V1，V2与W1，W2与U1相接，再从联接点引出端线，便得三角形电源；负载也构成三角形后，用导线联接便得三角形三相电路。

  14. §9.2 三相电路的连接 • 在三角形联结的电路中，线电压等于相电压。 线电流 线电流与相电流的关系为 在对称三相电路中，每相电压和阻抗均相等，所以负载中的相电流也对称

  15. §9.2 三相电路的连接 • 线电流滞后相电流30º，线电流的最大值(或有效值)是相电流的最大值(或有效值)的√倍，彼此间相位差也是120º • 电源作三角形联结，自成回路，是否会造成一个极大的短路电流?

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