高二物理三相交變電流2

1、三相交流電路三相交流電路5.1 三相交流電的產(chǎn)生三相交流電的產(chǎn)生5.2 三相電源的聯(lián)接三相電源的聯(lián)接5.3 三相負(fù)載的聯(lián)接三相負(fù)載的聯(lián)接5.4 對稱三相電路的分析和計算對稱三相電路的分析和計算5.5 不對稱三相電路的求解不對稱三相電路的求解5.6 三相電路的功率三相電路的功率*5.7 對稱分量法簡介對稱分量法簡介*5.8 安全用電常識安全用電常識5.1 三相交流電的產(chǎn)生三相交流電的產(chǎn)生5.1.1 三相交流電產(chǎn)生三相交流電產(chǎn)生 三相交流電由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生，其過程與單相交流電基本相似。圖5-1-1（）是一臺最簡單的三相交流發(fā)電機的示意圖。和單相交流發(fā)電機一樣，它由定子（磁極）和轉(zhuǎn)子（電樞）組成

2、。發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組有U1U2，V1V2，W1W2三個，每一個繞組稱為一相，各相繞組匝數(shù)相等、結(jié)構(gòu)相同，它們的始端（U1、V1、W1）在空間位置上彼此相差120。當(dāng)轉(zhuǎn)子以角速度逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，就會在三相繞組中輸出對稱的三相電動勢。 。 5.1.2 對稱三相正弦交流電的相序?qū)ΨQ三相正弦交流電的相序 對稱三相正弦量到達(dá)正的或負(fù)的最大值（或零值）的先后次序，稱為三相交流電的相序，習(xí)慣上，選用U相正弦量作參考，V相滯后U相120，W相又滯后V相120，它們的相序為UVW，稱為正序；反之則為負(fù)序。 在實際工作中，相序是一個很重要的問題。例如，幾個發(fā)電廠并網(wǎng)供電，相序必須相同，否則發(fā)電機都會遭到重大損害。

3、因此，統(tǒng)一相序是整個電力系統(tǒng)安全、可靠運行的基本要求。為此，電力系統(tǒng)并聯(lián)運行的發(fā)電機、變壓器、發(fā)電廠的匯流排，輸送電能的高壓線路和變電所等，都按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用不同顏色來區(qū)別電源的U、三相：用黃色表示用黃色表示U相，綠色表示相，綠色表示V相，紅色表示相，紅色表示W(wǎng)相相。相序可用相序器來測量。 5.1.3 對稱三相正弦交流電的表示對稱三相正弦交流電的表示 1 .解析式解析式以為參考電壓，按正序可寫出三個繞組的感應(yīng)電壓瞬時值表達(dá)式為 tUuPUsin2)120sin(2tUuPV)120sin(2tUuPW2 .波形圖 波形圖如圖5-1-2（a）所示 3 .相量式及相量圖 對應(yīng)的對稱三相電源的電壓的相

4、量式為 PUUU120PWUU120PVUU可畫出相量圖如圖5-1-2（b）所示 四、對稱三相正弦交流電的性質(zhì)四、對稱三相正弦交流電的性質(zhì) 由相量圖可得 0WVUUUU5.25.2 三相電源的聯(lián)接三相電源的聯(lián)接 5.2.15.2.1三相電源的星形（三相電源的星形（Y Y）聯(lián)接）聯(lián)接 1. 電路圖 把三相電源的三個繞組的末端U2、V2、W2聯(lián)接成一個公共點N，由三個始端U1、V1、W1分別引出三根導(dǎo)線L1、L2、L3向負(fù)載供電的聯(lián)接方式稱為星形（Y）聯(lián)接，如圖5-2-1（a）所示。在供電系統(tǒng)中，如無特別說明，一般所說的電壓都是指線電壓的有效值。公共點N稱為中點或零點，從N 點引出的導(dǎo)線稱為中線或

5、零線。若N點接地，則中線又叫地線。由U1、V1、W1端引出的三根輸電線L1、L2、L3稱為相線，俗稱火線。這種由三根火線和一根中線組成的三相供電系統(tǒng)稱為三相四線制，在低壓電中常采用。有時為簡化線路圖，常省略三相電源不畫，只標(biāo)相線和中線符號，如圖5-2-1（b）所示。若無中線引出，則稱為三相三線制。2 .相電壓和線電壓的關(guān)系相電壓和線電壓的關(guān)系電源每相繞組兩端的電壓稱為電源的相電壓。在三相四線制中，相電壓就是相線與中線之間的電壓。三相電壓的瞬時值用uU、 uV、uW表示（通用符號為up），對應(yīng)的相量用 、 、 表示（通用符號為 ），相電壓的正方向規(guī)定為由繞組的始端指向末端，即由相線指向中線。 P

6、UUUVUWU相線與相線之間的電壓稱為線電壓，它的瞬時值用uUV、uVW 、 uWU（通用符號為ul）表示對應(yīng)的相量用 、 、 （通用符號為 ）表示，電壓的參考方向是自U相指向V相，V相指向W相，W相指向U 相。如圖5-2-1（b）所示。在供電系統(tǒng)中，如無特別說明，一般所說的電壓都是指線電壓的有效值。 UVUVWUWUULUUWWUWVVWVUUVuuuuuuuuuUWWUWVVWVUUVUUUUUUUUU即線電壓的有效值相量等于相應(yīng)兩個相電壓的有效值的相量之差。作出對稱電源各相電壓、線電壓的相量圖，如圖5-2-2所示。由相量圖可以得到，當(dāng)相電壓對稱時，線電壓也是一組同相序的對稱電壓，并且線電

7、壓與相電壓之間的關(guān)系為 ：有效值關(guān)系為，相位關(guān)系為線電壓超前對應(yīng)的相電壓30。即 303PLUUPLUU3發(fā)電機（或變壓器）的繞組接成星形，可以為負(fù)載提供兩種對稱三相電壓，一種是對稱的相電壓，另一種是對稱的線電壓。目前電力電網(wǎng)的低壓供電系統(tǒng)中的線電壓為380V，相電壓為220V，常“電源電壓380/220V”。 5.2.2 三相電源的三角形（三相電源的三角形（聯(lián)接聯(lián)接） 1. 電路圖 將三相電源的三個繞組始、末端順次相聯(lián)，接成一個閉合三角形，再從三個聯(lián)接點U、V、W分別 引出三根輸電線L1、L2、L3，如圖5-2-4（a）所示，這就構(gòu)成了三相電源的三角形顯然，這種接法只有三線制。 2. 線電壓

8、與相電壓的關(guān)系 根據(jù)線電壓與相電壓的定義，從圖5-2-4（a）可以看出，聯(lián)接的對稱三相電源，其線電壓就是相應(yīng)的相電壓SPZWWUVVWUUVuuuuuuWWUVVWUUVUUUUUUPLUU相量圖如圖5-2-4（b）所示。 由于三個繞組接成閉合回路，考慮到實際繞組本身有一定的為 ，則未接負(fù)載時回路中的電流為 SPWVUZUUU3對稱三相電壓 ，所以三角形閉合回路的總電壓為零，不會引起環(huán)路電流。 0WVUUUU在生產(chǎn)實際中，由于三相發(fā)電機產(chǎn)生的三相電壓只是近似正弦波，數(shù)值也并非完全相等，所以作形聯(lián)接時，即使接法正確，也會出現(xiàn)環(huán)路電流。因此，三相發(fā)電機的繞組極少接成形，通常是Y形聯(lián)接。只有三相變壓

9、器有時會根據(jù)需要采用形聯(lián)接。 5.3 5.3 三相負(fù)載的聯(lián)接三相負(fù)載的聯(lián)接 5.3.1. 三相負(fù)載的三相負(fù)載的Y Y形聯(lián)接形聯(lián)接 每相負(fù)載兩端的電壓稱為負(fù)載的相電壓，用 表示；流過每相負(fù)載的電流為負(fù)載的相電流，用 表示。流過相線的電流稱為線電流，用 表示；相線與相線之間的電壓稱為線電壓，用 表示。負(fù)載為星形連接時，負(fù)載相電壓的參考方向規(guī)定為自相線指向負(fù)載中性點 ，分別用 、 、 表示。相電流的參考方向與相電壓的參考方向一致。線電流的參考方向為電源端指向負(fù)載端。中線電流的參考方向規(guī)定為由負(fù)載中點指向電源中點。各電壓、電流參考方向在圖5-3-1中標(biāo)出。 PULIPILUWUVUUUN1. 負(fù)載的線電壓與相電壓的關(guān)系負(fù)載的線電壓與相電壓的關(guān)系負(fù)載作Y形聯(lián)接的線電壓與相電壓的關(guān)系規(guī)律同電源作形聯(lián)接的線電壓與相電壓的關(guān)系，如負(fù)載的相電壓為對稱時，其線電壓為同相序的對稱電壓，且滿足關(guān)系： 303PLUU2. 線電流與相電流的關(guān)系線電流與相電流的關(guān)系 由圖5-3-1顯然可以得到，在星形聯(lián)接中，線電流就是相電流，即 PLII3 .各相負(fù)載電壓、電流、中線電流關(guān)系各相負(fù)