1、第5章 三相電路5.1 三相電壓5.2 負載星形聯結的三相電路5.3 負載三角形聯結的三相電路5.4 三相功率5.1 三相電壓W1U2V1U1V2SN+_+W2三相交流發電機原理圖1. 三相電壓的產生工作原理：動磁生電三相繞組示意圖每相電樞繞組定子轉子三相電壓瞬時表示式相量表示鐵心(作為導磁路徑)三相繞組匝數相同空間排列互差120:直流勵磁的電磁鐵轉子定子發電機結構相量圖波形圖相量表示三相電壓瞬時表示式對稱三相電壓的瞬時值之和為 0，即 三相交流電壓出現正幅值(或相應零值)的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120對稱三相電壓三個正弦交流電壓滿足以下特征供電系統三相交流電的相序為 U1

2、V1 W1 。2. 三相電源的星形聯結(1) 連接方式中性線或零線中性點端線或相線相電壓：端線與中性線間 (發電機每相繞組) 的電壓線電壓：端線與端線間的電壓 UP UL+(地線)(火線)(2) 線電壓與相電壓的關系根據KVL定律由相量圖可得相量圖 30同理3. 三相電源的三角形聯結5.2 負載星形聯結的三相電路三相負載不對稱三相負載： 不滿足 Z1 =Z2 = Z3如單相負載組成的三相負載對稱三相負載：Z1=Z2= Z3 如三相電動機1. 三相負載單相負載：只需一相電源供電 如照明負載、家用電器負載三相負載：需三相電源同時供電 如三相電動機等三相負載的連接 三相負載也有 Y形和形兩種接法，至

3、于采用哪種方法 ，要根據負載的額定電壓和電源電壓確定。三相負載連接原則 (1) 電源提供的電壓 = 負載的額定電壓； (2) 單相負載盡量均衡地分配到三相電源上。 2. 負載星形聯結的三相電路線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負載的電流結論： 負載 Y形連結時，線電流等于相電流。Y: 三相三線制Y0：三相四線制(1) 連結形式N 電源中性點N負載中性點 IP IL(2) 負載Y形聯結三相電路的計算 負載端的線電壓電源線電壓 負載的相電壓電源相電壓 線電流相電流 中性線電流負載Y形聯結帶中性線時, 可將各相分別看作單相電路計算。Y形聯結時： 負載對稱時,中性線無電流,可省掉中性線。(3) 對

4、稱負載Y形聯結三相電路的計算所以負載對稱時，三相電流也對稱。 負載對稱時，只需計算一相電流，其他兩相電流可根據對稱性直接寫出。因為三相電壓對稱，且Z1=Z2=Z3，例1： 一星形聯結的三相電路，電源電壓對稱。設電源線電壓 。負載為白熾燈組。若R1=R2= R3 = 5 ，求線電流及中性線電流IN ; 若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求線電流及中性線電流 IN。 中性線電流解：已知 (1) 線電流 三相對稱(2) 三相負載不對稱（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分別計算各線電流中性線電流例2：照明系統故障分析。解: (1) L1相短路 中性線未斷 此時 L1 相短路電流很

5、大, 將L1相熔絲熔斷, 而 L2 相和 L3 相未受影響，其相電壓仍為220V, 正常工作。 在上例中，試分析下列情況 (1) L1相短路: 中性線未斷時，求各相負載電壓； 中性線斷開時，求各相負載電壓。 (2) L1相斷路: 中性線未斷時，求各相負載電壓； 中性線斷開時，求各相負載電壓。（R1=5，R2=10 ，R3=20 ） 此情況下，L2相和L3相的白熾燈組上所加的電壓都超過額定電壓 ( 220V ) , 這是不容許的。 中性線斷開 此時負載中性點N即為L1 , 因此負載各相電壓為 (2) L1相斷路 中性線斷開 L2 、 L3相電燈仍承受220V電壓, 正常工作。 中性線未斷變為單相

6、電路，如圖(b)所示, 由圖可求得結論 (1) 不對稱負載Y形連結又未接中性線時，負載相電壓不再對稱，且負載電阻越大，負載承受的電壓越高。 (2) 中性線的作用：保證星形聯結三相不對稱負載的相電壓對稱。 (3) 若照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線 (指干線) 內不允許接熔斷器或刀閘開關。 1. 連結形式5.3 負載三角形聯結的三相電路線電流: 流過端線的電流相電流: 流過每相負載的電流 、 、線電流不等于相電流(2) 相電流(1) 負載相電壓=電源線電壓即 UP = UL 一般電源線電壓對稱，因此不論負載是否對稱，負載相電壓始終對稱, 即2. 分析計算相電流：線電流：

7、U12=U23=U31=UL=UP相量圖負載對稱時, 相電流對稱，即(3) 線電流由相量圖可求得線電流比相應的相電流滯后30。為此線電流也對稱，即 。 三相負載的連接原則負載的額定電壓 = 電源的線電壓應作 形連接負載的額定電壓 = 電源線電壓應作 Y 形連接 應使加于每相負載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的連接方式無關。 三相電動機繞組可以連接成星形，也可以連接成三角形，而照明負載一般都聯結成星形(具有中性線)。5.4 三相功率無論負載為 Y 形或形聯結，每相有功功率都應為 PP= UP IP cosp對稱負載 形連接時 同理對稱負載Y形連接時 相電壓與相電流的相位差當負載對稱時 P =

8、3UP IPcosP所以 有一三相電動機, 每相的等效電阻 R = 29, 等效感抗XL=21.8, 試求下列兩種情況下電動機的相電流、線電流以及從電源輸入的功率, 并比較所得結果。 (1) 繞組連成星形，接于UL =380 V的三相電源上; (2) 繞組連成三角形, 接于UL =220 V的三相電源上。例1:解:(1)(2) 比較(1)、(2)的結果: 有的電動機有兩種額定電壓, 如220/380 V。當電源電壓為380 V時, 電動機的繞組應連接成星形；當電源電壓為220 V時, 電動機的繞組應連接成三角形。在三角形和星形兩種連接法中, 相電壓、相電流以及功率都未改變，僅三角形聯結情況下的線電流為星形聯結情況下的線電流 倍。例2:各組負載的相電流 由于三相負載對稱，所以只需計算一相，其他兩相可依據對稱性寫出。 線電壓UL為380 V的三相電源上，接有兩組對稱三相負載：一組是三角形聯結的電感性負載，每相阻抗 ; 另一組是星形聯結的電阻性負載，每相電阻RY =10, 如圖所示。試求：各組負載的相電流；(2) 電路線電流；(3) 三相有功功率。設解：負載星形聯結時，其線電流為負載三角形聯結時，其相電流為(2) 電路線電流一相電壓與電流的相量圖如圖所示。(3) 三相電路的有功功率 67o 某大樓為日光燈和白熾燈混合照明，需裝40W日光燈 210盞(cos1=0.5)，60W