文档介绍：第4章三相交流电路
(时间:4次课,8学时)
三相正弦交流电源在生产中应用极为广泛,不仅应用在三相电路中,而且也可以应用在单相电路中,即仅利用三相交流电源中的一相。三相电源之所以得到广泛应用,就在于有许多优点:在输送相同功率的情况下,三相交流发电机、变压器、电动机较单相设备具有结构简单、体积小、价格低廉、性能好、工作可靠等优点;在输送相同电能,距离和线路损失相同的情况下,采用三相制输电比单相制节省材料,从而降低成本。目前各国的电力系统中电能的发、送、配一般都采用三相制,三相系统是由三相电源、三相负载和三相输电线路3部分组成。
第4章三相交流电路
三相正弦交流电源
三相电路的计算
三相电路的功率
安全用电常识
三相正弦交流电源
三相正弦交流电动势的产生
三相电源的连接
三相正弦交流电动势的产生
1. 对称三相电动势的产生
三相正弦交流电动势是由三相交流发电机产生的。
三相交流发电机主要是由定子和转子两大部分组成。在定子铁芯的内圆周表面的凹槽内,装有结构完全相同、在空间彼此相隔机械角的3个绕组A-X、B-Y、C-Z,分别称为A相绕组、B相绕组、C相绕组。
A、B、C分别是3个绕组的始端(或首端);
X、Y、Z分别是3个绕组的末端(或尾端)。
发电机的转子铁芯上绕有励磁绕组(用直流励磁),当励磁绕组中通以直流电,在转子中产生磁场。选择合适的磁极表面形状和励磁绕组的布置情况,定子与转子间的气隙中的磁感应强度将按正弦规律分布。
对称三相电动势:振幅相等、频率相同,在相位上彼此相差120的3个电动势。
三相电动势瞬时值的数学表达式为
用相量表示为
。
对称三相电动势的波形图和相量图
显然,3个电动势的瞬时值或相量值之和等于零,即
2. 相序
3个电动势在相位上除了依次相差之外,在时间上还存在先后次序关系,即所谓的相序。三相电动势达到正的最大值(或相应零值)的先后次序叫做三相电动势的相序。
(1)正序或顺序:eA超前eB 120,eB超前eC 120,而eC又超前eA 120,则相序为A—B—C—A;
(2)负序或逆序:eA超前eC 120,eC超前eB 120,而eB 又超前eA 120,则相序为A—C—B—A。
如无特别说明,三相电动势均采用正相序。在电力系统中,相序是一个十分重要的概念,相序一旦确定,便不可随意更改,这样才能保证电力系统安全可靠地运行。
三相电源的连接
在采用三相制的电力系统中,作为三相电源的三相交流发电机的3个绕组并不是单独供电的,而是按照一定方式连接起来,形成一个整体,三相电源的连接有星形(亦称Y形)接法和三角形(亦称△形)接法两种。
1. 三相电源的星形(Y形)连接
(Y形)连接,
中(性)点N:将三相交流发电机三个绕组的末端X、Y、Z连接在一点,成为一个公共点。
从中点N引出的导线称为中线,当中点接地时,又叫零线。
始端A、B、C分别与负载相连,从始端A、B、C引出的三根导线称为端线(又叫火线)。
端线A、B、C之间的电压(即火线与火线之间的电压)称为线电压,如、、。
端线中的电流称为线电流,线电压和线电流的有效值分别用和表示。