单元三-三相交流电路.pptxVIP

2024-9-17

汽车电工与电子基础

（第4版）

全国交通运输职业教育教学指导委员会

任成尧

乔金平任佳丽靳炜

“十二五”职业教育国家规划教材

经全国职业教育教材审定委员会审定

组织编写

主编

副主编

单元三三相交流电路

单元学习目标

三相交流电源

三相负载的星形连接

负载的三角形连接

三相电路的功率

安全用电

1

2

3

4

5

目前电能的产生、输送、分配和使用几乎全部采用三相交流电路，三相交流供电系统之所以应用非常广泛，是因为它有以下几方面的优点:

(１)三相交流发电机以体积小、质量小的优点在工农业生产中得到广泛应用，在汽车上迅速取代了传统的直流发电机。

(２)用三相制传输电能，可以节省材料，减少线损，三相四线制电路中。既可以各相分别接入各种单相用电设备(如照明设备)，也可以接入三相用电设备(如三相电动机)。

(３)三相异步电动机结构简单，性能能够满足生产中大部分机械设备的拖动要求，是当前生产中的主要动力设备。

１三相交流电源

1.1三相交流电的产生

三相交流电是由三相交流发电机产生的，如图３-１所示为三相交流发电机原理示意图，图中U1、V1、W1分别表示三个绕组的始端(首端)U2、V2、W2分别表示末端，每一个绕组(线圈组)称为发电机的一相，在空间上彼此相隔120°。

当原动机(如汽轮机、水轮机、起动机等)带动三相发电机的转子顺时针匀速转动时，定子绕组切割磁力线，则定子每个绕组中产生的感应电动势分别为ｅ1、ｅ2、ｅ3，由于各绕组的结构相同而位置依次互差120°，因此三个电动势的最大值相等、频率相同，而初相依次互差120°，这样的三个电动势称为三相对称电动势，规定每相电动势的参考方向是从绕组的末端指向始端，即当电流从始端流出时为正，反之为负。

图３-１三相交流发电机原理示意图

１三相交流电源

1.2三相交流电的表示

若以第一相为参考正弦量，可得三相电动势的解析式如下:

（3-1）

１三相交流电源

1.2三相交流电的表示

三相电动势的波形图和相量图如图3-2所示，三相电动势最大值出现的次序称为相序，Ｕ、Ｖ、Ｗ三个绕组分别称为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组。

图３-２三相对称电动势的波形图和相量图

１三相交流电源

1.3三相绕组的连接

三相绕组的连接方法有星形连接(又称Ｙ形连接)和三角形连接(又称△形连接)两种。

１.３.１三相绕组的星形连接

如图３-３ａ所示为三相发电机绕组的星形连接。这种连接方法是把发电机三个绕组的末端U2、V2、W2连接在一起，成为一个公共点(称为中性点)，用符号“Ｎ”表示，从中性点引出的输电线称为中性线，中性线通常与大地连接，并把接大地的中性点称为零点，而把搭铁的中性线称V1、W1引出的输电线称为相线，俗称火线，根据国家标准GB4728.11—2008。

图３-３三相绕组的星形连接

１三相交流电源

1.3三相绕组的连接

第一、第二、第三相线及中性线的文字符号分别为Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３和Ｎ，有时为了简便，常不画发电机绕组的接线方式，只画四根输出线，如图３-３ｂ)所示，这种有中性线的三相供电系统称为三相四线制，如果不引出中性线就称为三相三线制。

１三相交流电源

1.3三相绕组的连接

◎知识链接：

为了用电安全，现代工程上常采用三相五线制输电方式，包括三相电的三个相线(Ａ、Ｂ、Ｃ线)、中性线(Ｎ线)，以及地线(ＰＥ线)，电气设备外壳上电位始终处在“地”电位，从而消除了设备产生危险电压的隐患，三相五线制标准导线颜色为:Ａ线黄色、Ｂ线绿色、Ｃ线红色、Ｎ线淡蓝色，ＰＥ线黄绿色。

１三相交流电源

1.3三相绕组的连接

三相四线制常用线色表示相线、中线,黄、绿、红为相线,蓝为中性线,

三相四线制可以输出两种电压:

一种是相线与相线之间的电压,称为电源线电压,UL＝Ｕ12＝Ｕ23＝Ｕ31,

另一种是相线与中性线之间的电压,即各相绕组的起端与末端之间的电压,称为电源相电压,UP＝Ｕ1＝Ｕ2＝Ｕ3,

图３-４三相四线制线电压和相电压相量图

１三相交流电源

1.3三相绕组的连接

为了找出相电压与线电压的关系,采用相量图的方法将是十分方便的,其步骤如下:

(１)根据参考方向的规定,先作出三个相电压Ｕ1、Ｕ2、Ｕ3的相量图,它们大小相等,相位依次相差120°,如图3-4所示。

(２)在三相四线制中。图３-３a)得到