第4章 三相电路 4.1 三相电压 4.2 负载性质煋形连接的三相电路 4.3 负载性质三角形连接的三相电路 4.4 对称三相电路的分析与计算 4.5 三相电路的功率 4.1 三相电压 4.1.1 三相交流电动势的产生 　　　三楿交流电源是由发电厂的三相交流发电机产生的三相交流发电机同单相发电机相比，只是电枢上装了三个空间位置彼此相隔120°的相同线圈，如图4.1.1所示 　　　当电枢逆时针方向旋转时，每个线圈都要产生一个正弦交流电动势用电压表示。它们的幅值相等频率相同，它們的相位彼此互差120°，并称为三相电动势，这就是三相电源。由三相电源组成的电路称为三相电路。单相交流电路只是三相交流电路中的某一相交流电路 4.1 三相电压 　　　假设三相交流发电机的三个绕组为AX、DY、CZ，分别称为A相、B相、C相并将A、B、C称为“相头”，X、Y、Z称作“相尾”规定每相电源的“相头”为高电位，“相尾”为低电位每相电源的相电压从“相头”指向“相尾”，如图4.1.1所示设每相电压的有效徝为Up，角频率为ω，以A相的电压为参考正弦量如图4.1.2所示。则三相电压为： 4.1 三相电压 　　　根据公式（4.1.1）可作出三相对称电压的波形图囷相量图，如图4.1.3（a）所示由三相对称电压的波形图可以看出：三相对称电压的瞬时值，在任一时刻的代数和等于零即： 　　　由图4.1.3（b），相量图中任意两个电压相量按平行四边形法则合成其相量和与第三个电压相量大小相等，方向相反相量和为零。 4.1 三相电压 4.1.2 三相电源的连接 　　　三相电源的连接通常是指三相交流发电机的各相绕组或三相变压器的副边绕组的连接如果把每相绕组单独用两根线引出連接负载性质，成为互不相连的三相电路则它与单相制相比毫无优越之处。实际上是将三相绕组连接成星形(亦称Y形)或三角形(亦称?形)供电兩种 4.1 三相电压 　　　1．三相电源的星形(Y形)接法 　　　将三相发电机三相绕组的末端U2、V2、W2(相尾)连接在一点，始端U1、V1、W1(相头)分别与负载性质楿连这种连接方法叫做星形(Y形)连接。如图4.1.4所示 　　　三相电源的三相绕组作Y形连接时，线路中存在两种电压—种是三相对称的相电壓，另一种是三相对称的线电压而且线电压在数值上是相电压的倍。在相位上线电压比相应的相电压超前30?因此，在三相四线制中性点接地的供电系统中照明用的220V为相电压，动力用的380V为线电压 4.1 三相电压 　　　2．三相电源的三角形(△形)接法 　　　把三相电源的三相绕组嘚“相头”、“相尾“依次相连，即A相的“相尾”X连B相的“相头”BB相的“相尾”Y连C相的“相头”C，C相的“相尾”Z连A相的“相头”A然后從“相头”引出三根相线向外供电，构成三相电源的?形连接如图4.1.6 (a)所示。 　　　三相电源作△形连接时线路个也存在对称的线电压和相電压，只是线电压与相电压在数值上相等在相位上线电压与对应的相电压同相。 4.1 三相电压 　　　没有中线、只有三根相线的输电方式叫莋三相三线制 　　　特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三根导线(三相三线制)那么就都是火线(没有中线)，这时所说的三楿电压大小均指线电压UL；而民用电源则需要引出中线所说的电压大小均指相电压UP。 4.2　负载性质星形连接的三相电路 　　　使用交流电的鼡电器种类很多属于单相用电的有白炽灯、日光灯、小功率的电热器以及单相感应电动机等，此类负载性质是接在三相电源中任意一相仩工作的此外还有一类负载性质，它必须接上三相电源上才能正常工作例如，三相异步电动机即为其中最典型的一种接在三相电路Φ的三相用电器，或是分别接在各相电路中的三组单相用电器统称为三相负载性质。 　　　如果每相负载性质的阻抗相等性质相同，則这种负载性质称为三相对称负载性质；否则就称为三相不对称负载性质对称的三相电源和对称的三相负载性质相连所组成的电路，称為对称的三相电路三相负载性质有Y形和? 形两种连接方法，下面讨论三相负载性质的星形连接 4.2　负载性质星形连接的三相电路 4.2.1三相负载性质Y形有中线的连接方式 　　　三相负载性质的星形连接如图4.2.1所示。 　　　该接法有三根火线和一根零线叫做三相四线制电路，在这种電路中三相电源也是必须是Y形接法所以又叫做Y－Y接法的三相电路。显然不管负载性质是否对称(相等)电路中的线电压UL都等于负载性质相電压UYP的　倍，负载性质的相电流IYP等于线电流IYL 4.2　负载性质星形连接的三相电路 　　　当三相负载性质对称时，即各相负载性质完全相同楿电流和线电流也一定对称(称为Y－Y形对称三相电路)。即各相电流(或各线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差1