06-1三相路基本概念在线视频

同学们好！

本节学习三相电路的基本概念。

先来认识三相系统

概述：

由三相电源构成的电力传输形态，称为三相系统。

三相系统：主要包括三相电压源、三相负载和三相导线，三个部分。

也称为三相电路。

三相电路是一种特殊形式的正弦稳态电路，

目前世界上的电能生产、传输、供应，

大多采用三相电路形式，应用非常广泛！

一、（对称）三相电源

通常由三相（同步）发电机产生，如图（a）所示：

定子中三相绕组在空间互差120°，且位置固定不变，

当转子转动时，

定子中三相绕组切割转子旋转的磁场。

如图（b）所示，定子线圈中导线切割转子磁场，

会产生电势而形成A到X间的电压，

三相绕组形成对称三相电源。

1、瞬时（值）表达式

对称的三相电源，是指由三个具有相同幅值、相同频率、

初相依次相差120°的正弦交流理想电压源构成。

这三个电源依次被称为A相、B相、C相

（或L1、L2、L3三相，也有称U、V、W三相等）

把图（a）所示发电机的三相绕组的输出接线端：A、B、C，称为始端，

X、Y、Z称为终端。

为了简化分析，用电路模型来表示，如图（b）所示，三个理想电压源。

这三个电压源的电压瞬时表达式，如方程式（1）所示。

通常设A相为参考，设其初相为0°。

2、波形图表示

对于方程式（1）来说，是指三个电压源同时存在，

而非孤立作用的，因此用波形图来表示，如图（a）所示。

设A相的初相角为0°。

3、相量表示

三相电源，也是单频率的正弦稳态交流量，

因此，可以直接转换成相量形式。

分别为U∠0°，U∠-120°，和U∠+120°，

其中α为复数运算的一个算子，α=1∠120°。

也可以描述成相量图形式，如图（b）所示。

相量图中，可以看到，UA相量+UB相量的结果，与相量UC正好相反，且大小相同。

4、特点：

无论是瞬时表达式还是相量形式，三相电压源，都遵循了：UA+UB+UC=0。

5、对称三相电源的相序概念：

指三相电源中，各相电源达到同一值（如最大值），时间的先后顺序。

分为：正序（也称顺序），A-B-C-A；

负序（也称为逆序），A-C-B-A；

零序（也称为同相），指ABC三相的初相角相同。

相序的实际意义：

在三相电动机的应用中，

可以通过对调两个端线，

而改变相序实现电动机的正反转运行。

如图（a）为正转，则图（b）为反转。

本课程后续的讲解中，不作特殊说明时，

默认三相电源为正序。

关于零序的知识，大伙课后可以自行找相关的文献，了解一下，

这里就不再介绍了。

二、（对称）三相电源的连接

三相电源，作为三相系统的电源部分，

正常情况下，按照一定的连接方式，对外电路工作。

它们的连接方式，有两类。

Y连接和△连接，如图（a）和图（b）所示。

而Y连接，有时还可以在XYZ连接点引出一根线称为N线，

构成三相四线形式，如图(c)所示。

要注意：三角形连接的三个电源的参考方向，

一定要按照首尾相连的次序。

本课程中，画三相电源连接图时，

采用图（c）和图（d）的方式较为常见。

三相电源连接后，对外作用，有几个比较拗口的概念，

我们逐一来把它们认识和明确：

（1）端线，也称火线：

是指从始端A、B、C端引出的线。

对于无论是图（a）的三角形连接，还是图（b）的Y形连接，

（2）中线：是指采用Y连接时，

可以从三个末端连接点N,引出一根线。

而三角形连接时，没有这根线。

（3）三相三线制和三相四线制：

很明确，图（c）和图（a）就是三相三线制，

而图（b）为三相四线制。

而三角形连接，没有三相四线制现象。

（4）线电压：

端线与端线之间的电压。

如图（a）或图（c）中，UAB、UBC、UCA等电压。

（5）相电压：

每一相“独立电压源”两端的电压。

如图所示，单下标的电压UA、UB、UC等。

好的，下面我们来通过例题，了解对称三相电源不同连接时，

线电压和相电压的关系。

例6-1，对于Y形连接和三角形连接的两种电源，

Y连接时，采用时域形式。计算如图（a），已知电压源Ua=220倍根号2cos314tV。

三角形连接时，采用相量形式计算。

已知电源电压相量UA=110∠0°V。

分别计算：

Y连接时，线电压uAB、uBC、uCA和uAC；

以及三角形连接时，相量形式的UAB、UBC、UCA。

解：Y连接时，如图（a）所示。

因为对称三相电源，可以根据已知的A相电源表达式，

自动写出来uB、uC的表达式，如方程式（1）和方程式式（2）。

那么根据KVL，

uAB之间的电压，为uA-uB。

于是,计算如公式（3）所示。

同理，uBC、uCA、uAC的瞬时表达式,也可以如图所示。

可以看出，uAC与uCA互为相反数，

或在正弦稳态表达式中，相位差为180°。

继续解，采用相量法计算：

采用三角形连接后，

无论是图（1）所示还是图（2）所示，都存在：

线电压UAB=UA、UBC=UB、UCA=UC。

根据题目的已知条件，UA=110∠0°(V)，

自动写出，UB=110∠-120°（V)，UC=110∠120°(V)。

从而得出:UAB=110∠0°(V); UBC=110∠-120°(V);

UCA=110∠120°(V)。

可以看出：三相电路分析，由于是单频稳态正弦交流电路，

相量法分析还是比较方便的。

同时，发现电路中电源较多、

端点也较多、支路也较多，

因此，求解的电压、电流也会较多。

比如图（2）中三个电源中电流IAB、IBC、ICA和三个端线中电流IA、IB、IC等等。

好的，本节就到这里，下节再见。