【引言】
学习单相交流电的时候,讲到过单相交流发电机,一个线圈就发出一个交流电,那要是再多一个线圈不是就可以发出两个交流电,甚至3个、4个等。道理是对的,多几个线圈,就可以发出多路交流,当然不是越多越好,因为,每个线圈都会有电流流过,形成阻力,而发电机的动力不是无穷的。
但是,一个线圈确实有点浪费了,所以,经过试验,发现三个线圈是比较好的。这样,发电机一转,就可以发出三个交流电,称为三相交流发电机。
【工作原理】
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这样发出的交流电,由于线圈的位置关系,使得三个交流电大小相同、频率相同、相位互相相差120度,呈现对称的样子
我们分别称之为A相B相C相电,其波形和相量关系如图
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这样的三相电,有个基本关系,ua+ub+uc=0,说明三相平衡。

【三相电与单相电】

三相与单相相比,优点是什么呢?

1、发电效率高。(比三个单相发电机效率高大约30%)
2、发电机功率恒定。单相电功率是变化的,这样对发电机不利,而三相发电机输出功率在每相电功率一样的情况下,总的输出功率一直是恒定的
3、输电材料较少,节约30-40%。(传输电能的时候,三个单相电要6根线,而三相电只要3根)
4、三相电动机结构简单,成本低,应用广泛

【三相电源的连接方式】

1,三相电的发电机绕组一般连接方式采用 星形
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这样,就有四根线出来,ABC称为相线,也叫火线,N称为零线,注意不是地线

这样,对外就可以得到两种电压,一种叫相电压,就是火线到零线之间的,ua、ub、uc,还有一种是线电压,就是火线之间的电压,uab、ubc、uca

他们之间的关系是

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因为uab=ua-ub,所以算出来,uab的大小是ua的根号3倍,相位上比ua超前30度。我国交流电压是220v,指的是单相电,这样线电压的大小是220倍根号3,就是380v,这个就是220/380的由来,意思是相电压/线电压

2,三相电源的另外一种接法是 三角形接法
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这样连接对外只有三根线,都是火线,输出只有一种电压,线电压也是相电压,220v。

【负载的连接方式】

刚刚说了电源连接,现在考虑负载的连接一样有星形和三角形。
1,星形
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这种画法很像星星,但是不是太好看懂,其实另外一种画法现在也很流行,电路意思是一样的。
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在这样电路中,我们又定义两个名词:线电流和相电流,线电流是电源线上的电流,IA、IB、IC、IN,相电流是每相负载的电流,IZA,IZB,IZC。

在星形负载连接情况下,特点是,每相负载独立的承受每相电压,其电流与他相状态无关

这时候,我们就感觉每相就是单独的交流电路一样,可以单独去计算电流、功率等,只是零线电流是三个线电流之和,电路总功率为三个单相电路功率之和

【对称负载】

对称负载:就是三相的负载在大小和性质上完全相等,即ZA=ZB=ZC,,我们称其为对称负载,只要一个等号不成立,就不是对称负载了,或者大小即使一样,性质不完全一样,也不能说是对称负载

可以看到,零线电流是三个线电流之和,那是不是电流最大呢?
我们发现,如果在对称负载下,每相电流也会是对称的,这样三个电流之和为0,零线上是没有电流的

在对称负载情况下,就是去掉零线,电路也不会有影响,所以在对称负载时候,一般我们就接三根火线就好;
但是如果负载不对称,零线是不可以去掉的,否则就不能保证负载中心点为0点,这样每相负载的电压就不是相电压了,会出危险

【三相四闲制和三相三线制】

在负载星形连接下,对称负载接三根线,称为星形的三相三线制,非对称负载要接4跟线,称为三相4线制

我们生活中,三相电动机、三相变压器一般是对称负载,我们办公、家庭用电,不是对称的,就用三相4线制

这种电路的计算方法,可以每相单独计算电流、功率P,注意电源电压有相位差别就好,零线电流三根相加,总功率每相P相加就好

【例题】
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提醒:没说电压,默认220v

相序的规定有什么讲究吗?

相序说明了三相谁在前谁在后,默认ABC,就是A在B前,B在C前,如果在分析电路时候需要反的,就称为反相序,ACB,例如,在三相电动机电路中,相序决定了电机转动方向,相序的意义就有了,ABC,正转,改ACB反转,其实就是随意调换两个就好。

经过试验,发现三个线圈是比较好的,这样,发电机一转,就可以发出三个交流电,称为三相交流发电机。这样发出的交流电,由于线圈的位置关系,使得三个交流电大小相同、频率相同、相位互相相差120度,呈现对称的样子我们分别称之为A相B相C相电,其波形和相量关系如图这样的三相电,有个基本关系,ua+ub+uc=0,说明三相平衡那么,三相与单相相比,优点是社么呢?共有4条:1、发电效率高。(比三个单相发电机效率高大约30%)2、发电机功率恒定。单相电功率是变化的,这样对发电机不利,而三相发电机输出功率在每相电 1.1 实际电路和电路模型 实际电路:为完成某种所需的功能将各种实际电气器件按一定方式连接而组成的电流通路 组成部分:提供能量或信号的电源;使用电能的装置(负载);连接电源和负载的导线、开关等 理想电路元件:是一种可以用数学表达式精确定义的假想元件,是组成电路模型的最小单元 1.2 电路的基本物理量:电流、电压、功率 1.2.1 电流及其参考方向 电流:电荷q的定向移动形成电流。单位时间t内通过导体横截面的电荷量定义被成为电流强度 大小:i = dq / dt
参考:闲谈星形接法和三角形接法电压和电流关系电机绕组连接方式是电机设计的基础,分为星形接法和三角形接法。关于这两种接法,最容易产生困惑或者记忆混乱的地方莫过于两种接法下的电压和电流关系。两种接法下的电压和电流关系结论如下,无需多言:星形接法 在星形接法,线电压是相电压的√3倍,线电流等于相电流。三角形接法 在三角形接法,线电压等于相电压,线电流是相电流的√3倍。上述结论其实并不复杂,但随着时间的流逝,还是有很多朋友会产生困惑和混乱。这里面最大的原因分析下来,就是忽略了最基础和最重要的概念定义。以星型接法为例
三相电源:星型接法中的“相电压”与“线电压” 由上图可以看出,不管是三角形接法还是星形接法,三相电路中,三相电源和三相负载中每一相的电压称为相电压,各输电线的线端之间的电压,称为线电压。 显然,相电压是基于电源和负载的,而线电压是基于输电线路的。 我们可以发现,在三角形接法中,相电压的正负极其实就是线电压的正负极,即相电压直接等于线电压。 我们主要看星形接法下的电压关系,而星形连接方式也是配电变压器低压绕组所采用的连接方式。
三相桥式全控整流电路是一种常用的电力电子器件,它可以将 三相交流电 转换为直流电。其基本原理是通过控制晶闸管开通角度来控制电流流向,从而实现电能的变换和调节。下面是三相桥式全控整流电路的分析过程: 1. 电路结构 三相桥式全控整流电路由六个晶闸管组成,如下图所示: ![image.png](attachment:image.png) 其中,Vab、Vbc、Vac分别表示 三相交流电 源的电压,Ls为滤波电感,C为滤波电容。 2. 工作原理 当晶闸管VT1、VT3、VT5导通时,负载电路上出现正半周电压,此时电流经过D6、D4、D2流入负载。当晶闸管VT2、VT4、VT6导通时,负载电路上出现负半周电压,此时电流经过D1、D3、D5流入负载。通过控制晶闸管的导通角度,可以实现对电流大小和方向的控制,从而实现整流和调节功率的目的。 3. 电路分析 (1)正半周工作状态 当晶闸管VT1、VT3、VT5导通时,电路等效图如下: ![image-2.png](attachment:image-2.png) 其中,Us为 三相交流电 源的电压,α为晶闸管导通角度。根据电路等效图,可得到输出电压和输出电流的表达式如下: $$U_{out}=Us\sqrt{3}\cos\alpha$$ $$I_{out}=\frac{Us\sqrt{3}}{\pi Ls}\sin\alpha$$ (2)负半周工作状态 当晶闸管VT2、VT4、VT6导通时,电路等效图如下: ![image-3.png](attachment:image-3.png) 根据电路等效图,可得到输出电压和输出电流的表达式如下: $$U_{out}=-Us\sqrt{3}\cos\alpha$$ $$I_{out}=-\frac{Us\sqrt{3}}{\pi Ls}\sin\alpha$$ 4. 总结 三相桥式全控整流电路通过控制晶闸管的导通角度来实现电流流向的控制,从而实现电能的变换和调节。在实际应用中,需要注意对滤波电感和滤波电容的选取和设计,以保证电路的稳定性和可靠性。