汽車電子電工教案

1、浙江公路技師學(xué)院« 汽車電工電子基礎(chǔ) »理論課程教案班級(jí) 09-10、10-10 班 專業(yè) 汽車運(yùn)用與維修 教師 姚婷婷 2011/2012學(xué)年第一學(xué)期項(xiàng)目備課筆記首頁教 師 姚婷婷 教 研 組 編寫日期 2011、9、11 審批日期 項(xiàng) 目交流電與交流電路總課時(shí)6目的要求應(yīng)知：掌握三相交流電的特點(diǎn)及星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接時(shí)的基本關(guān)系，正確描述相電壓、相電流、線電壓、線電流等概念應(yīng)會(huì)：理解并能運(yùn)用三相交流電的基本知識(shí)重 點(diǎn)應(yīng)知: 能解決三相對(duì)稱負(fù)載的星形、三角形聯(lián)接問題，會(huì)分析簡單的三相電路并計(jì)算三相電功率應(yīng)會(huì)：分析與計(jì)算三相交流電路。難 點(diǎn)應(yīng)知：會(huì)用萬用表的交流電壓擋測量相

2、電壓、線電壓的數(shù)值應(yīng)會(huì)：掌握相電壓、線電壓的特點(diǎn)。子項(xiàng)目內(nèi) 容課時(shí)分配項(xiàng)目備課筆記編寫日期2011、9、11審批: 日期:授課日期2011、9、262011、9、26班 級(jí)09-1010-10學(xué)生人數(shù)3335主講教師姚婷婷姚婷婷項(xiàng)目三相交流電路課時(shí): 理論 目的要求1、掌握三相交流電的特點(diǎn)及星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接時(shí)的基本關(guān)系2、正確描述相電壓、相電流、線電壓、線電流等概念重 點(diǎn)能解決三相對(duì)稱負(fù)載的星形、三角形聯(lián)接問題，會(huì)分析簡單的三相電路并計(jì)算三相電功率難 點(diǎn)會(huì)用萬用表的交流電壓擋測量相電壓、線電壓的數(shù)值報(bào)書設(shè)計(jì)三、 三相交流電路1三相交流電2三相繞組的聯(lián)接3三相負(fù)載的星形聯(lián)接4三相負(fù)載的三角形

3、聯(lián)接問題5三相電路的功率教學(xué)過程:教學(xué)組織及安全教育：-提問：1、汽車中有沒有遇到過三相交流電？ 2、知道汽車中發(fā)電機(jī)是直流電還是交流電？3、三相中有繞組和負(fù)載你們知道嗎？4、區(qū)分三相對(duì)稱交流電？5、三相對(duì)稱交流電每一相之間相差多少度？新授:1 三相交流電路 工業(yè)及民用交流電的產(chǎn)生、輸送、分配幾乎全部采用三相制。1三相交流電 三相交流電動(dòng)勢(shì)是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。圖2-17是三相交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖。三組完全相同的線圈U1-U2，V1-V2，W1-W2(定子電樞繞組)放置在彼此間隔120°的發(fā)電機(jī)定子鐵心凹槽里固定不動(dòng)。轉(zhuǎn)子鐵心上繞有勵(lì)磁繞組，通人直流電后產(chǎn)生磁場，該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)

4、度在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中按正弦規(guī)律分布。當(dāng)轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，并以角速度勻速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)定子繞組(稱相)依次切割磁力線產(chǎn)生頻率相同、幅值相同的正弦電動(dòng)勢(shì)eU、eV、eW，但相位角依次相差120°，以U相為參考表示為 用相量表示：圖2-17 三相交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖1-定子繞組 2-定子鐵心3-磁極(轉(zhuǎn)子) 4-勵(lì)磁繞組 a)波形圖 b)相量圖圖2-18 三相電動(dòng)勢(shì)的正弦波形圖及相量圖 波形圖和相量圖如圖2-18所示，三相交流電達(dá)到最大值的先后順序稱為相序，圖中的相序?yàn)閁VW。 三相電動(dòng)勢(shì)的幅值相等，頻率相同，彼此間的相位差也相等，這種電動(dòng)勢(shì)稱為對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)。顯然他們的瞬時(shí)值之和

5、或相量之和均為0。 2三相繞組的聯(lián)接通常用到的發(fā)電機(jī)三相繞組的接法通常如圖（2-19a)所示，即將三個(gè)末端聯(lián)在一起，這一連接點(diǎn)稱為中點(diǎn)或零點(diǎn)，用N表示。這種聯(lián)接方法稱為星形連接。從中點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱為中線，從始端A、B、C引出的三根導(dǎo)線L1、L2、L3稱為相線或端線，俗稱火線。a)發(fā)電機(jī)三相繞組的接法； b)發(fā)電機(jī)三相電壓相量圖圖2-19 發(fā)電機(jī)的星形連接及其電壓相量圖 在圖（2-19a)中，每相始端與末端間的電壓，亦即火線與中線間的電壓，稱為相電壓，其有效值用UA、UB、Uc或一般地用UP表示。而任意兩始端間的電壓，亦即兩火線間的電壓，稱為線電壓，其有效值用UAB、UBC、UCA或一般地用Ul

6、表示。 各項(xiàng)電動(dòng)勢(shì)的正方向，如前所述，選定為自繞組的末端指向始端，相電壓的正方向選定為自末端指向始端(中點(diǎn))；線電壓的正方向，例如UAB是指A端指向B端，即端線L1與L2之間的電壓。 當(dāng)發(fā)電機(jī)的繞組聯(lián)成星形時(shí)，相電壓和線電壓顯然是不相等的?，F(xiàn)在來確定它們之間的關(guān)系，在圖（2-19b)中，A、B兩點(diǎn)間的電壓的瞬時(shí)值等于A相電壓和B相電壓之差，即UABUAUB 同理得到UBCUBUcUCAUcUA 由于發(fā)電機(jī)繞組上的內(nèi)阻抗電壓降低與相電壓比較是很小的，可以忽略不計(jì)。于是相電壓和對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)基本上相等，因此可以認(rèn)為相電壓同電動(dòng)勢(shì)一樣，也是對(duì)稱的，故由相電壓而得出的線電壓也是對(duì)稱的，在相位上比相應(yīng)的相

7、電壓越前30°。 至于線電壓和相電壓在大小上的關(guān)系也很容易從相量圖上得出UlUPcos30°UP 由此得 UlUP (2-51) 發(fā)電機(jī)(或變壓器)的繞組在聯(lián)成星形時(shí)，可引出四根導(dǎo)線(三相四線制)，這樣就有可能給予負(fù)載兩種電壓。通常在低壓配電系統(tǒng)中相電壓為220V，線電壓為380V。發(fā)電機(jī)(或變壓器)的繞組在聯(lián)成星形時(shí)，不一定都引出中線。3三相負(fù)載的聯(lián)接方法 日常使用的各種電器根據(jù)其特點(diǎn)可分為單相負(fù)載和三相負(fù)載兩大類。照明燈、電扇、電烙鐵和單相電動(dòng)機(jī)等都屬于單相負(fù)載。三相交流電動(dòng)機(jī)、三相電爐等三相用電器屬于三相負(fù)載。另外分別接在各相電路上的三組單相用電器也可以組成三相負(fù)載。

8、三相負(fù)載的阻抗相同(數(shù)值相等，性質(zhì)一樣)則稱為三相對(duì)稱負(fù)載，反之稱為不對(duì)稱負(fù)載。三相負(fù)載有Y形和形兩種聯(lián)接方法，各有其特點(diǎn)，適用于不同的場合，應(yīng)注意不要搞錯(cuò)，否則會(huì)釀成事故。 1三相對(duì)稱負(fù)載的Y形聯(lián)接該電路的基本聯(lián)接方法如圖2-29a)所示，三相交流電源(變壓器輸出或交流發(fā)電機(jī)輸出)有三根火線接頭A、B、C，一根中性線接頭N?；鹁€與中性線之間的相電壓為220V。對(duì)于三相對(duì)稱負(fù)載，只需接三根火線，中性線懸空得到圖2-29b)。圖2-29 對(duì)成負(fù)載的Y聯(lián)接 該電路具有如下特點(diǎn)： 1)由于三相負(fù)載對(duì)稱，在三相對(duì)稱電壓的作用下負(fù)載中的三相電流也是對(duì)稱的，而三相對(duì)稱電流的和為零(矢量和)，所以不需接中線

9、，三相電流依靠端線和負(fù)載互成回路。由于電路是對(duì)稱的，故電路的計(jì)算可以簡化為單相電路的計(jì)算。 2)各相負(fù)載承受的電壓為電源的相電壓，大小為220V。 3)各相負(fù)載的線電流Il與相電流Ip相等，即：IlIpUPZP，式中ZP為每相負(fù)載阻抗。 4)各相支路中電壓與電流的相位差相等，大小為Pcos-1RZ。 5)各相負(fù)載取用的功率相等，電路的總功率為P3UPIPcosP 。 舉例：例2-12 2. 三相不對(duì)稱負(fù)載的Y形聯(lián)接工程實(shí)際使用中遇到的問題是將許多單相負(fù)載分成容量大致相等的三相，分別接到三相電源上，這樣構(gòu)成的三相負(fù)載通常是不對(duì)稱的。對(duì)于這種電路，需要使用三相四線制，如圖（2-29a）所示。該電路

10、具有如下特點(diǎn)： 由于三相負(fù)載不對(duì)稱，三相電流也不對(duì)稱，其三相電流的和不為零，必須引一根中線供電流不對(duì)稱部分流過，即必須用三相四線制。 由于中性線的作用，電路構(gòu)成了相互獨(dú)立的回路。不論負(fù)載有無變動(dòng)，各相負(fù)載承受的電源相電壓不變，從而保證了各相負(fù)載的正常工作。 如果沒有中線，或者中線斷開了，雖然電源的線電壓不變，但各相負(fù)載承受的電壓不再對(duì)稱。有的相電壓增高了，有的相電壓降低了。這樣不但使負(fù)載不能正常工作，有時(shí)還會(huì)造成事故。 一般情況下，中線電流小于端線電流，通常取中線的橫截面積小于端線的橫截面積。 通過分析得到，三相不對(duì)稱負(fù)載的各相支路的計(jì)算需要分別進(jìn)行。總結(jié)：三相交流電路中，三相負(fù)載有星形和三角

11、形兩種聯(lián)結(jié)方法。對(duì)于對(duì)稱三相電路，線電壓與相電壓、線電流與相電流及三相電路的功率有簡單的計(jì)算關(guān)系。在三相四線制系統(tǒng)中，普遍存在的是大量不對(duì)稱三相負(fù)載，應(yīng)特別注意中性線的作用與意義。復(fù)習(xí)：1、 什么是三相負(fù)載、單相負(fù)載和單相負(fù)載的三相聯(lián)接？2、 為什么中性線中不接開關(guān)，也不接入熔斷器3三相負(fù)載的三角形聯(lián)接當(dāng)用電設(shè)備的額定電壓為380V時(shí)，負(fù)載電路應(yīng)按形聯(lián)接。聯(lián)接的電路如圖2-33所示。圖2-33 三相負(fù)載的三角形聯(lián)接 該電路的特點(diǎn)是： 1)形聯(lián)接沒有零線，只能配接三相三線制電源，無論負(fù)載平衡與否各相負(fù)載承受的電壓均為線電壓380V； 2)各相負(fù)載與電源之間獨(dú)自構(gòu)成回路，互不干擾； 3)各相負(fù)載的

12、相電流為：IpUPZUlZ; 4)在形聯(lián)接的各端點(diǎn)上均有三條支路，所以線電流Il不等于相電流Ip，當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三個(gè)相電流和三個(gè)線電流都對(duì)稱，兩者之間的關(guān)系為：IlIp5)設(shè)每相負(fù)載阻抗角為P，如果負(fù)載對(duì)稱，則電路取用的總有功功率為：P3UPIpCOSP3UPIpcosPUlIlcosP (2-52) 式(2-52)對(duì)于對(duì)稱星形負(fù)載也是適應(yīng)的,讀者可自行推導(dǎo),或參看其他書籍。當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí)： PPAPBPC (2-53) 4三相電路的功率1有功功率三相負(fù)載總的有功功率等于各相有功功率之和P=P1+P2+P3若負(fù)載對(duì)稱，則P=3PP=3UPIPcosP （2-54）（1）當(dāng)對(duì)稱負(fù)載作星形聯(lián)接時(shí)：（2）當(dāng)對(duì)稱負(fù)載作三角形聯(lián)接時(shí)：2無功功率3視在功率*三相電路同樣具有無功功率和視在功率,其對(duì)稱負(fù)載的無功功率和視在功率不管是星形還是確形聯(lián)接均可用以下兩式計(jì)算，式中的為第相阻抗的阻抗角。 （2-59） （2-60）三相電源的視在功率一般稱為電源的容量?？偨Y(jié)：1、形聯(lián)接沒有零線，只能配接三相三線制電源，無論負(fù)載平衡與否各相負(fù)載承受的電壓均為線電壓380V；2、各相負(fù)載與電源之間獨(dú)自構(gòu)成回路，互不干擾； 3)各相負(fù)載的相電流為：IpUPZUlZ;3、在形聯(lián)接的各端點(diǎn)