1、清华大学 电路原理 电子课件江辑光版参考教材： 电路原理（第 2版） 清华大学出版社， 207年 3月 江辑光 刘秀成电路原理 清华大学出版社， 207年 3月 于歆杰 朱桂萍 陆文娟电路（第 5版）高等教育出版社， 206年 5月 邱关源 罗先觉第 第 第 第 13章 章 章 章 三相电路 三相电路 三相电路 三相电路第 第 第 第 第 第 第 第 章 章 章 章 章 章 章 章 三相电路 三相电路 三相电路 三相电路 三相电路 三相电路 三相电路 三相电路13. 三相电源 三相电源13.2 对称三相电路对称三相电路13. 不对称三相电路示例不对称三相电路示例13.4 三相电路的功率三相电路
2、的功率本章重点本章重点 本章重点 本章重点 本章重点 本章重点 对称三相电路在不同联接方式下， 相电压与线电压、相电流与线电流的关系。 对称三相电路的抽单相计算方法。 不对称三相电路的计算。 三相电路功率 的计算与量测。返回目录返回目录返回目录返回目录一、对称三相电源的产生 转子：特殊形状的电磁铁（ B正弦分布）三相同步发电机示意图13.1 三相电源（ 三相电源（ Three-Phase Sources） ）定子：完全相同三个绕组在空间互差 120o设： A、 B、 C为始端 ,X、 Y、 Z为末端SNI AZBXCY t1. 对称三相电源的产生 当转子以角速度 转动时，三个线圈中便产生感应电
3、动势。XBYCZeAeBeC120120120ACCB BAeeeeee领 先 领 先 领 先mU相 同相 同相 位 不 同三个线圈中感应 电动势特点 :A+XuA B+YuB C+ZuC 120120120ACCB BAuuuuuu领 先 领 先 领 先三相电源符号a. 瞬时值表达式 A+XuA B+YuB C+ZuCb. 波形图 t0uAuBu uC )120sin(2)( )120sin(2)( sin2)( oC oBA += = tUtu ttu tUtu 2. 对称三相电源的表示c. 相量表示3. 对称三相电源的特点 00 CBA CBA =+=+UUUuuuoC oB oA120
4、1200=UUUUUU BU120120120CU AU正序（ positve squence） A - B - C - A以后如果不加说明，一般都认为是正相序。4. 对称三相电源的 相序（ phase squence） ： 每相电源经过同一值（如最大值） 的先后顺序。负序（ negative squence） A - C - B - AABC电压相量图 ACB电压相量图二、对称三相电源的联接 三个绕组的末端 X， Y， Z 接在一起，从始端 A， B，C 引出线。 名词介绍： 中线： X， Y， Z连接点引出线。1. 星形联接 (Y接 )A+X+ BCYZ ABCNAU BUCU 线电压 (
5、line voltage)： 火线与火线之间的电压CABCAB , UUU ABUBCUCAU4 相电压 (phase voltage)： 每相电源 (负载 )的电压 CBA, UU 火线 (端线 )： A， B， C 三端引出线。Y接三相电源的线电压与 相电压的关系，oCCN oBBN oANA 120 120 0= =UUUUUU 设BNNABA UUU = 3031200 = UUU oooCNNBCB 903120120= UUUUUU oooNACNCA 15030120= UUUUUUA+X+ BCYZABCNCUAU BU ABUCABCU则：利用相量图得到相电压和线电压之间的关
6、系：线电压对称 (大小相等，相位互差 120o)ABU30o30oCAUBCUANCNCACNBNBC BNANAB UUUUUU = 30ooNABA 303=UU oCNCA oNBCB 303303=UU CNU ANUBNUBN三个单相电源首尾相接，由三个连接点引出三条线。注意 ：始端末端要依次相连不能搞错。I =0 ， 接电源 中不会产生环流。 0CBA =+UUU思考：会否将电源毁坏？2. 三角形联接 ( 接 )A+X+BCYZ ABCCU AUBU 不会 .若 C相接反时 CCBA 2UUUU =+I 0 , 接电源 中将会产生环流。思考：如何保证不接错？AUBUCU正确接法C2
7、U接反了 CU接三相电源的线电压与相电压的关系 A+X+BCYZ ABCCU AUBUoC oB oA120 120 0=UUUU设 oCCA oBBC oAAB 1201200= =UUUUUU 线电压等于对应的相电压。返回目录返回目录返回目录返回目录一、 Y 接 对称三相电路的计算13.2 对称三相电路的计算 对称三相电路的计算 +_+_+N nZZZCU ZlZlZlZNBUAUCIBIAI对称三相电路 (symetrical thre-phase ciruit):电源 对称 ,负载 对称 ,火 线 阻抗相等的三相电路。相电流 (phase curent)： 流过每相电源 (负载 )的电
8、流线电流 (line curent)： 流过火线的电流 CBA, III 线电流与对应 的相电流相同名词介绍：+_+_+N nZZZCU ZlZlZlZNBUAUCIBIAIZZUIl+=AA ZZUIl+=BB ZZUIl+=CC则 三相负载电流为 : 0n=U由 节点方程解得 : 三相相 (线 )电流对称以 N点为参考点 , 列写节点方程ZZUUUUZZlNl +=+ CBAn)13( （ 3） 每相计算具有独立性。 00NCBA =+ IIII 电路特点： （ 1） 各相电压、电流都是对称的； 对电路情况没有影响 ；=ZZ0N即（ 2） 中线无电流对称三相电路的计算 抽单相 计算归结为（
9、 3） 由对称性推出其它二相的电压、电流。Y 接对称三相电路的抽单相计算步骤： （ 1） 以一相为例（一般为 A相），画单相计算电路。（ 2）由单相计算电路计算待求的电压、电流。V3020oAN =U V 038 oAB =U解：例 已 知 对 称 三 相 电 源 线 电 压 为 380V，Z=6.4+j4.8， Zl =3+j4。求负载 Z的相电压和电流。ABC ZZZlZlZl n+ A+ BN+ CZlZlZl ZZZ nANUBNUCNU设三相 电源用 Y接电源替代，保证其线电压等于 380V。A3.171.1743.188.12 03220j8.89.4 03220 ooooANA
10、=+=+=lZUIV 2.368.1369.3683.171.17 oooAan =ZIU A1.19317.1B =I A9.4617.C =IV2.1568.136bn =U V8.83136.8cn =U取 A相计算电路 +AN naZZlANU AI负载 Z的三相相电压为：流过负载 Z的电流 A相为：由对称性得其它二相电流二、 Y接 对称三相电路的计算负载上相电压与线电压相等 ZZUUUU=+=| 120 120 oC oBA设ZUZUI ZUZUI ZUZUIa += = += ocaca obcbc obab 150|3 90|3 30|3计算相电流思考：如何求线电流？+_+_+N
11、 ZABC abc abIAU BUCU AIBICIcaIbcIoCAca oBCbc oABab 1503903303+= = += UUU UUU利用相量图得到相电流和线电流之间的关系：bccaC abbcB caabA III III III =线电流大小是相电流的 倍，相位落后相应相电流 30。3ocaC obcB oabA 303303303=II II II 线电流为AI30ocaI abIbcI30o30oBICI上述电路也可用抽单相法进行计算 +AU AIAN naZ/3oAab 3031=II = ZUZUZUI |33/3Aan A+_+_+N ZZZAU AIBC ab
12、ccaI nBUCBICI abIbcI三、 电源为 接时的对称三相电路的计算（ Y）（ 1）将 接电源用 接电源替代， 保证其线电压相等。oCACN oBCBNoABAN 3031 3031 3031= = =UUUUUU + ABCCAU ABUAIBCUABU BICI CAUBU+ ABCNAU BAUAICNU BNU BICI CAUBCU （ 2） 根据前述 Y， Y 接方法 计算各待求量。b+_AC B ZZlBAUBCUACU ZlZl ZZacAI oABAN 3031=UU四、 接 对称三相电路的计算 303Aab=II（ 1）化为等效的 Y 接电路。（ 2）画一相计算电
13、路 , 求一相电压、电流。3/ANA ZUI +=（ 3） 由对称性得其它二相电压、电流。+ANU AIAN naZ/3Zl （ 1） 将三相电源、负载都化为等值 Y 接电路； （ 2）连接各负载和电源中点，中线上若有阻抗则不计；（ 3）画出单相计算电路，求出一相的电压、电流。（ 4） 根 据 、 Y接 线 （ 相 ） 电 压 及 线 （ 相 ） 电 流 之 间的关系，求出原电路的电流、电压。（ 5）由对称性，得出其它两相的电压、电流。五、 一般对称三相电路的计算例 1 ,V 03oAB 各 负 载 如 图 所 示 。已 知 图 中 =UU 。求 A4A3A2A1 , , ,: IIII V
14、030331 ooABAN = UUU（ 1） 电源等效为 Y接三相电源 解：+ANU_BNUCNU Z2Z1Z1Z1 Z2Z2 Z4Z4 Z4Z333A1I A2I A3IA4I（ 2） 负载化为 Y接Z1Z1Z1 Z3Z3Z3ABCA1I A2I A3I+ANU_BNUCNU Z4/3Z4/3Z4/3Z2/3连接电源和负载中点（ 3） 取 A相计算电路 +_Z1 Z3A1IA2I A3IZ2/3Z4/3ANUoA3A4 3031 =II )31/(31 4321 ANA1 ZZZZUI += A3A2 I,I由 分 流 可 得 到 A1432 43A2 3/ 3/ IZZZI += A14
15、32 2A3 3/3/ 3/ IZZZI +=A3A2A1 , , III 计 算（ 4） A4 I求 相 电 流（ 5）例 2 如 图 对 称 三 相 电 路 ， 电 源 线 电 压 为 380V， |Z1|=0，cos1 =0.6(滞后 )， Z2= j50， ZN=1+ j2。求：线电流、相电流，并定性画出相量图 (以 A相为例 )。解： V02 03380oAN oAB=U设+_ Z1ANUAI AI 32ZAI+_+N ACBZ1 Z2ZNIAIAIANUN BICIAB2I CA2IBC2IBICI 取 相计算电路350j31 8j61022 11 = +=ZZZ A6.17j13.2A13.532213.53100220ooo1ANA = ZUI j13.2A3/50j0220 o2ANA =ZUI A4.189.13 oAAA =+=III 根据对称性，得 B、 C相的线电流、相电流 A6.109.13 4.1389.13oC oB =II+_ Z1ANUAI AI 32ZAI
