汽車電工技術(shù)基礎(chǔ)(上冊)課件第2章-正弦交流電路

第2章

正弦交流電路目錄

2.1正弦交流電路的基本概念2.2單相正弦交流電路2.3三相正弦交流電路

2.1正弦交流電路的基本概念

2.1正弦交流電路的基本概念正弦交流電的優(yōu)越性：

便于傳輸；易于變換；便于運(yùn)算；有利于電器設(shè)備的運(yùn)行;…直流電流和電壓正弦電流和電壓正弦電壓與電流統(tǒng)稱正弦量。正弦電壓和電流是按照正弦規(guī)律周期變化的。2.1.1正弦交流電路的概念設(shè)正弦交流電流角頻率：決定正弦量變化快慢幅值：決定正弦量的大小

幅值、角頻率(頻率)

、初相位成為正弦量的三要素。初相位：決定正弦量起始狀態(tài)ImTiO2.1.2正弦交流電路的三要素周期T：正弦量變化一周所需的時(shí)間(s)。角頻率：(rad/s)頻率f：(Hz)*無線通信頻率：

高達(dá)300GHz。*電網(wǎng)頻率：我國50Hz，美國、日本60Hz。*高頻爐頻率：200~300kHz(中頻爐500~8000Hz)*收音機(jī)中頻段頻率：530~1600

kHz。*移動通信頻率：900~1800MHz。1.周期、頻率和角頻率2.1.2正弦交流電路的三要素2.瞬時(shí)值、

幅值與有效值有效值：與交流熱效應(yīng)相等的直流定義為交流電的有效值。幅值：Im、Um、Em則有交流直流幅值大寫,下標(biāo)加m同理有效值

必須大寫

2.1.2正弦交流電路的三要素注意：交流電壓表、電流表測量數(shù)據(jù)為有效值。交流設(shè)備銘牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值。

給出了觀察正弦波的起點(diǎn)或參考點(diǎn)。:3.初相位、相位和相位差相位：初相位：

表示正弦量在t=0時(shí)的相角。

反映正弦量變化的進(jìn)程。iO正弦量所取計(jì)時(shí)起點(diǎn)不同，其初始值(t=0時(shí)的值)就不同，到達(dá)幅值或某一特定值的時(shí)間就不同。2.1.2正弦交流電路的三要素如：圖中電壓超前電流

角

兩同頻率的正弦量之間的初相位之差。相位差：iu21或稱i滯后

u角相位差=初相位之差。2.1.2正弦交流電路的三要素電流超前電壓電壓與電流同相

電流超前電壓

電壓與電流反相2.1.2正弦交流電路的三要素(2)不同頻率的正弦量比較無意義。

(1)兩同頻率的正弦量之間的相位差為常數(shù)，與計(jì)時(shí)起點(diǎn)的選擇無關(guān)。注意:2.1.2正弦交流電路的三要素2.1.3正弦量的相量表示法瞬時(shí)值表達(dá)式前兩種不便于運(yùn)算，重點(diǎn)介紹相量表示法。波形圖正弦量的表示方法重點(diǎn)必須小寫復(fù)數(shù)表示形式設(shè)A為復(fù)數(shù):(1)代數(shù)式A=a+jb復(fù)數(shù)的模復(fù)數(shù)的輻角式中，(2)三角式(3)指數(shù)式

(4)極坐標(biāo)式2.1.3正弦量的相量表示法1.復(fù)數(shù)相量:表示正弦量的復(fù)數(shù)稱相量。復(fù)數(shù)的模即為正弦量的幅值(或有效值)

復(fù)數(shù)的輻角即為正弦量的初相位由上可知：復(fù)數(shù)由模和輻角兩個(gè)特征來確定，而正弦量由幅值、頻率、初相位三個(gè)特征來確定。在分析線性電路時(shí)，正弦激勵(lì)和響應(yīng)均為同頻率的正弦量，頻率是已知的，可以不考慮。因此，一個(gè)正弦量由幅值(或有效值)和初相位就可確定。比照復(fù)數(shù)和正弦量，正弦量可用復(fù)數(shù)表示。加、減運(yùn)算時(shí)用代數(shù)式乘、除運(yùn)算時(shí)用指數(shù)式*有關(guān)相量的運(yùn)算實(shí)質(zhì)：用復(fù)數(shù)表示正弦量。2.1.3正弦量的相量表示法？電壓的幅值相量(1)相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。注意:(2)只有正弦量才能用相量表示。相量的模=正弦量的最大值

相量輻角=正弦量的初相位或設(shè)正弦量電壓的有效值相量用相量表示:相量的模=正弦量的有效值

相量輻角=正弦量的初相位=

正弦量是時(shí)間的函數(shù)，而相量僅僅是表示正弦量的復(fù)數(shù)，兩者不能劃等號！2.正弦量的相量表示(4)正弦量表示符號的說明(3)相量的兩種表示形式

相量圖:

把相量表示在復(fù)平面的圖形可不畫坐標(biāo)軸相量式:瞬時(shí)值小寫（u,i）有效值大寫（U,I）最大值大寫+下標(biāo)（Um,Im）只有同頻率的正弦量才能畫在同一相量圖上。相量大寫+“.”（Um,Im最大值相量）（U,I

有效值相量）··2.1.3正弦量的相量表示法(5)“j”的數(shù)學(xué)意義和物理意義設(shè)相量旋轉(zhuǎn)因子：

相量乘以，將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，得到?！?0

相量乘以，將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，得到?！?02.1.3正弦量的相量表示法？正誤判斷1.已知：？有效值

？3.已知：復(fù)數(shù)瞬時(shí)值j45？最大值？？負(fù)號2.已知：4.已知：?解：

已知選定參考方向下正弦量的波形圖如圖所示,試寫出正弦量的表達(dá)式。例1:2.1.3正弦量的相量表示法

已知同頻率的正弦量的解析式分別為i

=10sin(ωt

+30°)A,,寫出流和電壓的相量,并繪出相量圖。例2:解:

(1)相量式(2)相量圖2.1.3正弦量的相量表示法例3:已知有效值I=16.8A求：解:2.1.3正弦量的相量表示法目錄

2.1正弦交流電路的基本概念2.2單相正弦交流電路2.3三相正弦交流電路2.2單相正弦交流電路1.電壓與電流的關(guān)系設(shè)(2)大小關(guān)系：(3)相位關(guān)系：u、i

相位相同。根據(jù)歐姆定律(1)頻率相同。相位差：相量圖2.2

單相正弦交流電路相量式：2.2.1電阻元件的交流電路2.功率關(guān)系(1)瞬時(shí)功率

p：瞬時(shí)電壓與瞬時(shí)電流的乘積。小寫結(jié)論:

≥

（耗能元件）,且隨時(shí)間變化。pωtpO2.2.1電阻元件的交流電路瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。大寫(2)平均功率(有功功率)P單位:W(瓦)P注意：通常銘牌數(shù)據(jù)或測量的功率均指有功功率。2.2.1電阻元件的交流電路

一只額定電壓為220V,功率為100W的電烙鐵,誤接在380V的交流電源上,問此時(shí)它接受的功率為多少？是否安全？若接到110V的交流電源上,功率又為多少？例：此時(shí)不安全,電烙鐵將被燒壞。此時(shí)電烙鐵達(dá)不到正常的使用溫度。解:由電烙鐵的額定值可得當(dāng)接到110V的交流電源上,此時(shí)電烙鐵的功率為當(dāng)電源電壓為380V時(shí),電烙鐵的功率為2.2.1電阻元件的交流電路2.2.2電感元件的交流電路

基本關(guān)系式(1)

頻率相同。(2)

U=IL。

(3)

電壓超前電流90。相位差1.電壓與電流的關(guān)系設(shè)90°則

感抗所以電感L具有通直阻交的作用。直流：f=0,XL=0，電感L視為短路定義：交流：fXLXL與f的關(guān)系OfXL()相量式電感電路相量形式的歐姆定律。相量圖超前2.2.2電感元件的交流電路2.功率關(guān)系(1)瞬時(shí)功率(2)平均功率L是非耗能元件單位：var(3)無功功率Q

用以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。2.2.2電感元件的交流電路儲能分析：瞬時(shí)功率

放能儲能放能電感L是儲能元件。結(jié)論：純電感不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐)?？赡娴哪芰哭D(zhuǎn)換過程2.2.2電感元件的交流電路

例:把一個(gè)0.1H的電感接到f=50Hz,U=10V的正弦電源上，求I，如保持U不變，而電源f=5000Hz,這時(shí)I為多少？解：(1)當(dāng)f=50Hz時(shí)（2）當(dāng)f=5000Hz時(shí)所以電感元件具有通低頻阻高頻的特性。2.2.2電感元件的交流電路2.2.3

電容元件的交流電路

基本關(guān)系式1.電流與電壓的關(guān)系(1)

頻率相同。(3)電流超前電壓90。相位差則設(shè)(2)

I=UC

或則定義：所以電容C具有隔直通交的作用。XC直流：XC，電容C視為開路交流：f

容抗()OfXC相量式電容電路中相量形式的歐姆定律。相量圖超前XC與f的關(guān)系2.2.3

電容元件的交流電路2.功率關(guān)系(1)瞬時(shí)功率(2)平均功率Ｐ由C是非耗能元件(3)無功功率Q單位：var2.2.3

電容元件的交流電路瞬時(shí)功率

所以電容C是儲能元件。結(jié)論：純電容不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐)。2.2.3

電容元件的交流電路

例1：下圖中電容C=23.5F，接在電源電壓U=220V、頻率為50Hz、初相位為零的交流電源上，求電路中的電流i

、P及Q。解：容抗2.2.3

電容元件的交流電路單一參數(shù)交流電路主要結(jié)論列表討論交流電路中與參數(shù)R、L、C、間的關(guān)系如何？1.電流、電壓的關(guān)系U=IR+IL+I1/C?直流電路兩電阻串聯(lián)時(shí)2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路

RLC串聯(lián)交流電路中，設(shè)1.電流、電壓的關(guān)系

如用相量表示電壓與電流關(guān)系,可把電路模型改畫為相量模型。則(1)相量式總電壓與總電流的相量關(guān)系式設(shè)（參考相量）2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路令則

Z的模表示u、i的大小關(guān)系，輻角（阻抗角）為u、i的相位差。Z

是一個(gè)復(fù)數(shù)，不是相量，上面不能加點(diǎn)。阻抗復(fù)數(shù)形式的歐姆定律注意根據(jù)2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路電路參數(shù)與電路性質(zhì)的關(guān)系：阻抗模：阻抗角：當(dāng)XL>XC

時(shí)，

>0

，u

超前i

─呈感性當(dāng)XL<XC

時(shí)，

<0

，u

滯后i

—呈容性當(dāng)XL=XC

時(shí)，=0

，u、

i同相

—呈電阻性

由電路參數(shù)決定。2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路(2)相量圖(

>0感性)XL

>

XC參考相量由電壓三角形可得:電壓三角形(

<0容性)XL

<

XC2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路由相量圖可求得(2)相量圖由阻抗三角形得電壓三角形阻抗三角形2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路2.功率關(guān)系儲能元件上的瞬時(shí)功率耗能元件上的瞬時(shí)功率

在每一瞬間,電源提供的功率一部分被耗能元件消耗掉,一部分與儲能元件進(jìn)行能量交換。(1)瞬時(shí)功率設(shè)2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路(2)平均功率P(有功功率)單位:W總電壓總電流u與i

的夾角cos

稱為功率因數(shù)，用來衡量對電源的利用程度。2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路(3)無功功率Q單位：var總電壓總電流u與i

的夾角根據(jù)電壓三角形可得電阻消耗的電能根據(jù)電壓三角形可得：電感和電容與電源之間的能量互換2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路(4)視在功率S

電路中總電壓與總電流有效值的乘積。單位：V·A

注：SN＝UNIN

稱為發(fā)電機(jī)、變壓器等供電設(shè)備的容量，可用來衡量發(fā)電機(jī)、變壓器可能提供的最大有功功率。

P、Q、S

都不是正弦量，不能用相量表示。2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路阻抗三角形、電壓三角形、功率三角形。SQP將電壓三角形的有效值同除I得到阻抗三角形。將電壓三角形的有效值同乘I得到功率三角形。R2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路例1：求:(1)電流的有效值I與瞬時(shí)值i;(2)各部分電壓的有效值與瞬時(shí)值；(3)作相量圖；(4)有功功率P、無功功率Q。在RLC串聯(lián)交流電路中，已知解：2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路(1)(2)方法1：2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路方法1：通過計(jì)算可看出而是(3)相量圖(4)或2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路(4)(電容性)方法2：復(fù)數(shù)運(yùn)算2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路例2：圖中，，，，，

,試求I、XC、XL及R2。2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路分析：求解此題可借助于相量圖。故先畫出該電路的相量圖。以

為參考相量，其中

為電容器兩端電壓，

。因?yàn)?/p>

，所以

滯后于

，

超前于

。例2：圖中，，，，，

,試求I、XC、XL及R2。2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路解：設(shè)。故

又因?yàn)?/p>

、

、

同相，所以

因?yàn)?/p>

解：例3：已知在RC串聯(lián)交流電路中，輸入電壓(1)求輸出電壓U2，并討論輸入和輸出電壓之間的大小和相位關(guān)系；(2)當(dāng)將電容C改為時(shí),求(1)中各項(xiàng)；(3)當(dāng)將頻率改為4000Hz時(shí),再求(1)中各項(xiàng)。方法1(1)2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路大小和相位關(guān)系比超前方法2：復(fù)數(shù)運(yùn)算解：設(shè)2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路方法3：相量圖設(shè)(2)2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路（3）大小和相位關(guān)系比超前從本例中可了解兩個(gè)實(shí)際問題：(1)串聯(lián)電容C可起到隔直通交的作用(只要選擇合適

的C，使

)。(2)RC串聯(lián)電路也是一種移相電路,改變C、R或f都

可達(dá)到移相的目的。2.2.4RLC串聯(lián)的交流電路正誤判斷？？？？在RLC串聯(lián)電路中？？？？？？？？？？設(shè)汽車電工技術(shù)主講人：姚建紅教授REPORTPERSON:ProfessorYaoJHAutomotiveElectricalTechnology2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)1阻抗的串聯(lián)分壓公式：對于阻抗模一般注意：通式:解：同理有兩個(gè)阻抗求:,并作相量圖。它們串聯(lián)接在的電源上。例1:2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)或利用分壓公式相量圖注意：2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)

下列各圖中給定的電路電壓、阻抗是否正確？思考U=14V?2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)

下列各圖中給定的電路電壓、阻抗是否正確？思考U=70V?U=70V2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)

下列各圖中給定的電路電壓、阻抗是否正確？思考U=14V?U=70V?U=70V兩個(gè)阻抗串聯(lián)時(shí),在什么情況下成立?2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)2阻抗并聯(lián)分流公式：通式對于阻抗模，一般注意：2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)解:同理例2:有兩個(gè)阻抗,,

它們并聯(lián)接在的電源上。求:和并作相量圖。2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)相量圖或注意：2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)

下列各圖中給定的電路電流、阻抗是否正確？I=8A?I=8A思考2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)

下列各圖中給定的電路電流、阻抗是否正確？I=8A?思考2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)

下列各圖中給定的電路電流、阻抗是否正確？兩個(gè)阻抗并聯(lián),在什么情況下成立?I=8A?I=8A?I=8A思考2.2.5阻抗的串聯(lián)與并聯(lián)正弦交流電路的分析和計(jì)算

若正弦量用相量表示，電路參數(shù)用復(fù)數(shù)阻抗（

)表示，則直流電路中介紹的基本定律、定理及各種分析方法在正弦交流電路中都能使用。相量形式的基爾霍夫定律相量(復(fù)數(shù))形式的歐姆定律

電阻電路純電感電路純電容電路一般電路有功功率P

有功功率等于電路中各電阻有功功率之和，或各支路有功功率之和。

無功功率等于電路中各電感、電容無功功率之和，或各支路無功功率之和。無功功率Q或或正弦交流電路的分析和計(jì)算一般正弦交流電路的解題步驟1.根據(jù)原電路圖畫出相量模型圖(電路結(jié)構(gòu)不變)。2.根據(jù)相量模型列出相量方程式或畫相量圖。3.用相量法或相量圖求解。4.將結(jié)果變換成要求的形式。例1：

已知電源電壓和電路參數(shù)，電路結(jié)構(gòu)為串并聯(lián)。求電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。一般用相量式計(jì)算:分析題目：已知正弦交流電路的分析和計(jì)算解：用相量式計(jì)算正弦交流電路的分析和計(jì)算解：求各表讀數(shù)(1)相量法計(jì)算分析方法:(1)用相量法計(jì)算;(2)相量圖求解。試求:各表讀數(shù)及參數(shù)R、L和C。例2:

圖示電路中，已知正弦交流電路的分析和計(jì)算(2)相量圖根據(jù)相量圖可得求參數(shù)R、L、C方法1：正弦交流電路的分析和計(jì)算方法2：45即

XC=20正弦交流電路的分析和計(jì)算例3：下圖電路中已知I1=10A、UAB=100V，求：總電壓表和總電流表

的讀數(shù)。解題方法有兩種：(1)用相量(復(fù)數(shù))計(jì)算;(2)利用相量圖分析求解。分析：已知電容支路的電流、電壓和部分參數(shù),求總電流和電壓。正弦交流電路的分析和計(jì)算解法1:

用相量計(jì)算即為參考相量，設(shè)則所以A讀數(shù)為10A正弦交流電路的分析和計(jì)算V讀數(shù)為141V所以正弦交流電路的分析和計(jì)算解法2:利用相量圖分析求解畫相量圖如下：設(shè)為參考相量由相量圖可求得I=10A求：A、V的讀數(shù)。已知：I1=10A、

UAB=100V，超前正弦交流電路的分析和計(jì)算UL=IXL

=100VV

=141V由相量圖可求得已知：I1=10A、

UAB=100V，設(shè)為參考相量求：A、V的讀數(shù)。V讀數(shù)為141V所以正弦交流電路的分析和計(jì)算解:例4:

已知I=1845A，求:UAB?！ぁA=20I1=92.8120V

··=4.64120AI2=·30+j8———×1845A30=17.430AVB=j6I2=104.4120V

··=–

11.6

120V=11.6

–

60VI1=·30+j8———×1845Aj8·UAB=VA–

VB=(92.8120–104.4120)V··正弦交流電路的分析和計(jì)算2.2.6功率因數(shù)的提高1.功率因數(shù)X的意義：電壓與電流的相位差，阻抗的輻角時(shí),電路中發(fā)生能量互換,出現(xiàn)無功當(dāng)功率這樣引起兩個(gè)問題。對電源利用程度的衡量。(1)電源設(shè)備的容量不能充分利用

若用戶，則電源可發(fā)出的有功功率為

若用戶，則電源可發(fā)出的有功功率為而需提供的無功功率為:所以提高可使發(fā)電設(shè)備的容量得以充分利用。無需提供無功功率。2.功率因數(shù)低的危害2.2.6功率因數(shù)的提高

功率因數(shù)cos低的原因(2)增加線路和發(fā)電機(jī)繞組的功率損耗(費(fèi)電)可見提高電網(wǎng)的功率因數(shù)對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要的意義。設(shè)輸電線和發(fā)電機(jī)繞組的電阻為。要求(Ｐ、Ｕ定值)時(shí)所以提高可減小線路和發(fā)電機(jī)繞組的損耗。

日常生活中多為感性負(fù)載，如電動機(jī)、日光燈，其等效電路及相量關(guān)系如下圖。(導(dǎo)線截面積)2.2.6功率因數(shù)的提高相量圖

感性等效電路40W、220V白熾燈

例:40W、220V日光燈

供電局一般要求用戶的，否則受處罰。2.2.6功率因數(shù)的提高常用電路的功率因數(shù)3.功率因數(shù)的提高(2)提高功率因數(shù)的措施

必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至原負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。

在感性負(fù)載兩端并電容(1)提高功率因數(shù)的原則I2.2.6功率因數(shù)的提高

結(jié)論并聯(lián)電容C

后(2)原感性支路的工作狀態(tài)不變。(3)

電路總的有功功率不變。因?yàn)殡娐分须娮铔]有變，所以消耗的功率也不變。(1)電路的總電流，電路總功率因數(shù)I感性支路的功率因數(shù)不變。感性支路的電流

I1不變。2.2.6功率因數(shù)的提高4.

并聯(lián)電容值的計(jì)算相量圖:由相量圖可得即2.2.6功率因數(shù)的提高思考題:1.電感性負(fù)載采用串聯(lián)電容的方法是否可提高功率因數(shù)？為什么?2.原負(fù)載所需的無功功率是否有變化？為什么?3.電源提供的無功功率是否有變化？為什么?2.2.6功率因數(shù)的提高解：例1:

一感性負(fù)載,其功率P=10kW,，接在電壓U=220V,?=50Hz的電源上。(1)如將功率因數(shù)提高到,需要并多大的電容C？求并C前后的線路的電流。(2)如將從0.95提高到1，試問還需并多大的電容C？(1)2.2.6功率因數(shù)的提高求并C前后的線路電流并C前:

可見cos1時(shí)再繼續(xù)提高，則所需電容值很大(不經(jīng)濟(jì))，所以一般不必提高到1。并C后:(2)從0.95提高到1時(shí)所需增加的電容值2.2.6功率因數(shù)的提高解：(1)電源提供的電流為電源的額定電流為(1)該電源供出的電流是否超過其額定電流？例2:

已知電源UN=220V,?=50Hz，SN=10kV·A，向PN=6kW,UN=220V，的感性負(fù)載供電，(2)如并聯(lián)電容將提高到0.9，電源是否還有富裕的容量？2.2.6功率因數(shù)的提高例2:該電源供出的電流超過其額定電流。（2）如將提高到0.9，電源提供的電流為

該電源還有富裕的容量，即還有能力再帶負(fù)載。所以提高電網(wǎng)功率因數(shù)后，將提高電源的利用率。2.2.6功率因數(shù)的提高汽車電工技術(shù)主講人：姚建紅教授REPORTPERSON:ProfessorYaoJHAutomotiveElectricalTechnology目錄

2.1正弦交流電路的基本概念2.2單相正弦交流電路2.3三相正弦交流電路2.3三相正弦交流電路2.3.1三相電壓W1U2V1U1V2SN+_+++W2三相交流發(fā)電機(jī)原理圖1.三相電壓的產(chǎn)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(zhuǎn)子三相電壓瞬時(shí)表示式相量表示鐵心(作為導(dǎo)磁路徑)三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120:直流勵(lì)磁的電磁鐵轉(zhuǎn)子定子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)2.3.1三相電壓相量圖波形圖相量表示三相電壓瞬時(shí)表示式2.3.1三相電壓對稱三相電壓的瞬時(shí)值之和為0，即

三相交流電壓出現(xiàn)正幅值(或相應(yīng)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(gè)正弦交流電壓滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序?yàn)閁1

V1

W1

。2.3.1三相電壓2.三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1)連接方式中性線或零線中性點(diǎn)端線或相線相電壓：端線與中性線間(發(fā)電機(jī)每相繞組)的電壓線電壓：端線與端線間的電壓UPUL–+–++––+–+–+(地線)(火線)(2)線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖30°2.3.1三相電壓同理3.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)2.3.1三相電壓2.3.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載：不滿足Z1=Z2

=

Z3如單相負(fù)載組成的三相負(fù)載對稱三相負(fù)載：Z1=Z2=

Z3

如三相電動機(jī)

三相負(fù)載單相負(fù)載：只需一相電源供電

如照明負(fù)載、家用電器負(fù)載三相負(fù)載：需三相電源同時(shí)供電如三相電動機(jī)等三相負(fù)載的連接

三相負(fù)載也有Y形和△形兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓和電源電壓確定。

(1)電源提供的電壓=負(fù)載的額定電壓；

(2)單相負(fù)載盡量均衡地分配到三相電源上。三相負(fù)載連接原則1.負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負(fù)載的電流結(jié)論：負(fù)載Y形連結(jié)時(shí)，線電流等于相電流。Y:三相三線制Y0：三相四線制(1)連結(jié)形式N

電源中性點(diǎn)N′負(fù)載中性點(diǎn)IPIL2.3.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)(2)負(fù)載Y形聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算①負(fù)載端的線電壓＝電源線電壓②負(fù)載的相電壓＝電源相電壓③線電流＝相電流④中性線電流負(fù)載Y形聯(lián)結(jié)帶中性線時(shí),可將各相分別看作單相電路計(jì)算。Y形聯(lián)結(jié)時(shí)：負(fù)載對稱時(shí),中性線無電流,

可省掉中性線。(3)對稱負(fù)載Y形聯(lián)結(jié)三相電路的計(jì)算所以負(fù)載對稱時(shí)，三相電流也對稱。

負(fù)載對稱時(shí)，只需計(jì)算一相電流，其他兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。因?yàn)槿嚯妷簩ΨQ，且Z1=Z2=Z3，例1：一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓。負(fù)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。

2.3.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)中性線電流解：已知(1)線電流

三相對稱2.3.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)(2)三相負(fù)載不對稱（R1=5、R2=10、R3=20）

分別計(jì)算各線電流中性線電流2.3.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)例2：照明系統(tǒng)故障分析。解:

(1)

L1相短路①中性線未斷

此時(shí)L1相短路電流很大,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(shí)，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時(shí)，求各相負(fù)載電壓。

(2)L1相斷路:中性線未斷時(shí)，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時(shí)，求各相負(fù)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。②

中性線斷開

此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)N′即為L1,因此負(fù)載各相電壓為(2)L1相斷路②中性線斷開L2

、L3相電燈仍承受220V電壓,正常工作。①中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐?，如圖(b)所示,由圖可求得結(jié)論

(1)不對稱負(fù)載Y形連結(jié)又未接中性線時(shí)，負(fù)載相電壓不再對稱，且負(fù)載電阻越大，負(fù)載承受的電壓越高。

(2)中性線的作用：保證星形聯(lián)結(jié)三相不對稱負(fù)載的相電壓對稱。

(3)若照明負(fù)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(nèi)不允許接熔斷器或刀閘開關(guān)。汽車電工技術(shù)主講人：姚建紅教授REPORTPERSON:ProfessorYaoJHAutomotiveElectricalTechnology(1)連結(jié)形式2.負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流:

流過端線的電流相電流:

流過每相負(fù)載的電流

、、2.3.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)線電流不等于相電流2)相電流1)負(fù)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(fù)載是否對稱，負(fù)載相電壓始終對稱,即(2)分析計(jì)算相電流：線電流：U12=U23=U31=UL=UP2.3.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)相量圖負(fù)載對稱時(shí),相電流對稱，即3)線電流由相量圖可求得線電流比相應(yīng)的相電流滯后30。為此線電流也對稱，即。

2.3.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)三相負(fù)載的連接原則負(fù)載的額定電壓=電源的線電壓應(yīng)作形連接負(fù)載的額定電壓=

電源線電壓應(yīng)作Y形連接

應(yīng)使加于每相負(fù)載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的連接方式無關(guān)。

三相電動機(jī)繞組可以連接成星形，也可以連接成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形(具有中性線)。2.3.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)2.3.3三相功率無論負(fù)載為Y形或△形聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應(yīng)為