第4章__第1節(jié)__三相交變電流 (1)

1、一、三相交流發(fā)電機一、三相交流發(fā)電機三相交流發(fā)電機中安裝了三組獨立的互成三相交流發(fā)電機中安裝了三組獨立的互成120角的線圈，一臺發(fā)電機就能同時生產(chǎn)出三角的線圈，一臺發(fā)電機就能同時生產(chǎn)出三相獨立的交變電流，稱為相獨立的交變電流，稱為 交變電流發(fā)電交變電流發(fā)電機和單相的一樣，分為兩類，轉(zhuǎn)子是線圈的叫機和單相的一樣，分為兩類，轉(zhuǎn)子是線圈的叫做旋轉(zhuǎn)做旋轉(zhuǎn) 式，一般輸出功率不大的小型發(fā)電式，一般輸出功率不大的小型發(fā)電站選用；轉(zhuǎn)子是磁極的叫做旋轉(zhuǎn)站選用；轉(zhuǎn)子是磁極的叫做旋轉(zhuǎn) 式，輸出式，輸出功率較大的大型發(fā)電站選用功率較大的大型發(fā)電站選用基礎知識梳理基礎知識梳理三相三相電樞電樞磁極磁極二、三相交變電流的產(chǎn)

2、生二、三相交變電流的產(chǎn)生以旋轉(zhuǎn)電樞式為例，三個線圈按如圖以旋轉(zhuǎn)電樞式為例，三個線圈按如圖411所示的方式排列，當此轉(zhuǎn)子在磁場中轉(zhuǎn)動時，三個所示的方式排列，當此轉(zhuǎn)子在磁場中轉(zhuǎn)動時，三個線圈都會產(chǎn)生線圈都會產(chǎn)生 ，且感動電動勢的最大，且感動電動勢的最大值、周期和頻率都值、周期和頻率都 由于三個線圈平面在空由于三個線圈平面在空間互成間互成120角，所以它們到達峰值角，所以它們到達峰值(或零值或零值)的時的時刻不同，將以次落后刻不同，將以次落后 個周期個周期感應電動勢感應電動勢相同相同三分之一三分之一三個線圈繞在一起的示意圖三個線圈繞在一起的示意圖 圖圖4-1-1 三相交流發(fā)電機內(nèi)的三個線圈均能產(chǎn)生三

3、相交流發(fā)電機內(nèi)的三個線圈均能產(chǎn)生交變電流，能否在發(fā)電機內(nèi)設置六個甚至更多交變電流，能否在發(fā)電機內(nèi)設置六個甚至更多的線圈？的線圈？【思考思考提示提示】發(fā)電機體積有限，線發(fā)電機體積有限，線圈過多時，每個線圈的匝數(shù)太少，造成電動勢圈過多時，每個線圈的匝數(shù)太少，造成電動勢偏小，另外，若線圈過多，各線圈中的電流產(chǎn)偏小，另外，若線圈過多，各線圈中的電流產(chǎn)生的磁場互相影響，也不利于發(fā)電機發(fā)電生的磁場互相影響，也不利于發(fā)電機發(fā)電思考三、電源與負載的連接方式三、電源與負載的連接方式1三相四線制：將發(fā)電機三相繞組的三個末端三相四線制：將發(fā)電機三相繞組的三個末端接在一起，引出一個公共接頭接在一起，引出一個公共接頭N

4、，從三個繞組的始端，從三個繞組的始端A、B、C分別引出三根導線叫做分別引出三根導線叫做 線，也叫端線，俗線，也叫端線，俗稱火線從稱火線從N引出的導線叫做中性線，又叫引出的導線叫做中性線，又叫 線這線這種連接方式叫做種連接方式叫做 制這種接法又叫做三相制這種接法又叫做三相電源的星形接法該接法可以對用戶提供兩種電壓，電源的星形接法該接法可以對用戶提供兩種電壓，火線與中性線間的電壓叫做火線與中性線間的電壓叫做相相電壓，通常用于生活用電壓，通常用于生活用電；火線與火線間的電壓叫做電；火線與火線間的電壓叫做線線電壓，通常為工農(nóng)業(yè)電壓，通常為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的動力電壓生產(chǎn)中的動力電壓三相四線三相四線相相零零2

5、三相三線制：如果三相負載完全對稱，三相三線制：如果三相負載完全對稱，則通過中性線的則通過中性線的 為零，可以將中性線省為零，可以將中性線省去，三相四線制就變成了三相三線制去，三相四線制就變成了三相三線制電流電流一、三相交變電流的產(chǎn)生及其特點一、三相交變電流的產(chǎn)生及其特點1三相交流發(fā)電機三相交流發(fā)電機(1)構成：磁極、構成：磁極、3組獨立的互成組獨立的互成120角的線圈；角的線圈；(2)作用：同時產(chǎn)生了相互獨立的交變電流；作用：同時產(chǎn)生了相互獨立的交變電流；(3)分類：旋轉(zhuǎn)磁極式和旋轉(zhuǎn)電樞式分類：旋轉(zhuǎn)磁極式和旋轉(zhuǎn)電樞式核心要點突破核心要點突破2三相交變電流的產(chǎn)生三相交變電流的產(chǎn)生如圖如圖412所

6、示，在勻強磁場中互成所示，在勻強磁場中互成120角分布著角分布著3個繞組個繞組AX、BY、CZ，其中，其中A、B、C為繞組的始端，為繞組的始端，X、Y、Z為繞組的末端，為繞組的末端，這這3個線組具有相同的匝數(shù)、繞向和角速度個線組具有相同的匝數(shù)、繞向和角速度圖圖4123三相交變電流的特點三相交變電流的特點(1)由于由于3個線圈相同，轉(zhuǎn)速相同，所以在個線圈相同，轉(zhuǎn)速相同，所以在每個線圈中產(chǎn)生的感應電動勢最大值和周期均每個線圈中產(chǎn)生的感應電動勢最大值和周期均相同，并且都按正相同，并且都按正(余余)弦規(guī)律變化弦規(guī)律變化(4)圖象描述圖象描述(如圖如圖413)：圖圖413三相交流發(fā)電機發(fā)出來的三相獨立的

7、交流三相交流發(fā)電機發(fā)出來的三相獨立的交流電，除了相位不同，其他各個量，比如最大電，除了相位不同，其他各個量，比如最大值、有效值、周期、頻率都相同值、有效值、周期、頻率都相同特別提醒特別提醒二、三相交變電流電源與負載的連接方式二、三相交變電流電源與負載的連接方式1三相交變電流的零線與火線、相電壓與三相交變電流的零線與火線、相電壓與線電壓線電壓(1)零線與火線零線與火線零線：從公共點引出的導線叫做中性線，零線：從公共點引出的導線叫做中性線，照明電路里中性線是接地的，又叫做零線照明電路里中性線是接地的，又叫做零線火線：從每個繞組的始端引出的導線叫做火線：從每個繞組的始端引出的導線叫做端線，也叫相線，

8、在照明電路里俗稱火線端線，也叫相線，在照明電路里俗稱火線(2)線電壓與相電壓線電壓與相電壓相電壓：在三相電路里，每個線圈兩端相電壓：在三相電路里，每個線圈兩端(火線火線與中線之間與中線之間)的電壓叫相電壓，用的電壓叫相電壓，用U相相表示表示線電壓：在三相電路里，兩線圈首端間線電壓：在三相電路里，兩線圈首端間(火線火線與火線之間與火線之間)的電壓叫線電壓，用的電壓叫線電壓，用U線線表示表示在我國日常電路中，相電壓是在我國日常電路中，相電壓是220 V，線電壓，線電壓是是380 V.2三相四線制星形接法三相四線制星形接法(如圖如圖414所示所示)圖圖414(1)電源相電壓電源相電壓(每個線圈兩端點

9、間電壓每個線圈兩端點間電壓)：UANUBNUCN220 V，輸電線線電壓輸電線線電壓(兩條端線間電壓兩條端線間電壓)：UACUABUBC380 V，(2)負載相電流指流過每相負載的電流負載相電流指流過每相負載的電流IANIBNICN.此式成立的條件是各負載相同如果負載此式成立的條件是各負載相同如果負載不相同，則相電流就不相等不相同，則相電流就不相等輸電線線電流輸電線線電流(IAA，IBB，ICC)指流過每根指流過每根輸電線的電流，顯然輸電線的電流，顯然I線線I相相3三相三線制三角形接法三相三線制三角形接法(如圖如圖415所示所示)圖圖415(1)電源相電壓就是負載線電壓：電源相電壓就是負載線電

10、壓：UABUBCUAC220 V.輸電線相線指輸電線相線指AA，BB，CC，無零線，無零線(2)負載相電流指負載相電流指IAB，IBC，ICA.一般不相等，只有當負載相同時才相等一般不相等，只有當負載相同時才相等輸電線線電流指輸電線線電流指IAA，IBB，IC C.對于線電壓為對于線電壓為380 V的三相電路，若每相的三相電路，若每相負載的額定電壓為負載的額定電壓為380 V，則可用三角形接，則可用三角形接法；若每相負載的額定電壓為法；若每相負載的額定電壓為220 V，就用星，就用星形接法形接法特別提醒特別提醒關于三相交變電流，下列說法正確的是關于三相交變電流，下列說法正確的是()A三相交流發(fā)

11、電機的三個線圈產(chǎn)生的交變電三相交流發(fā)電機的三個線圈產(chǎn)生的交變電動勢有相同的周期和最大值動勢有相同的周期和最大值B三相交流發(fā)電機的三個線圈的每一個線圈三相交流發(fā)電機的三個線圈的每一個線圈都可以單獨向外供電都可以單獨向外供電C三相交流發(fā)電機的三個線圈產(chǎn)生的電動勢三相交流發(fā)電機的三個線圈產(chǎn)生的電動勢不同時達到最大值不同時達到最大值D三相交流發(fā)電機線圈采用星形連接時，負三相交流發(fā)電機線圈采用星形連接時，負載也必須采用星形連接載也必須采用星形連接課堂互動講練課堂互動講練對三相交變電流的認識對三相交變電流的認識【思路點撥思路點撥】根據(jù)三相交變電流產(chǎn)生的原理根據(jù)三相交變電流產(chǎn)生的原理及電源和負載的連接關系、

12、特點作出判斷及電源和負載的連接關系、特點作出判斷【答案答案】ABC1比較三相交流發(fā)電機的三個線圈發(fā)出比較三相交流發(fā)電機的三個線圈發(fā)出的三相交變電壓，下列說法正確的是的三相交變電壓，下列說法正確的是()A最大值、周期及達到最大值的時刻最大值、周期及達到最大值的時刻均相同均相同B最大值、周期均相同，但達到最大最大值、周期均相同，但達到最大值的時刻依次相隔值的時刻依次相隔1/6周期周期C最大值、周期均相同，但達到最大最大值、周期均相同，但達到最大值的時刻依次相隔值的時刻依次相隔1/3周期周期D最大值、周期及達到最大值的時刻最大值、周期及達到最大值的時刻均不相同均不相同在線電壓在線電壓380 V的三相

13、電路中，用三個額的三相電路中，用三個額定電壓均為定電壓均為U0220 V、額定功率分別為、額定功率分別為P1100 W、P225 W、P3200 W的電燈分別作的電燈分別作為為A、B、C三相的負載組成星形連接方式，試三相的負載組成星形連接方式，試就下面兩種情況，討論當就下面兩種情況，討論當C相負載斷開和短路相負載斷開和短路時所造成的影響：時所造成的影響：(1)有中性線時；有中性線時；(2)無中性線時無中性線時三相交變電路的連接三相交變電路的連接【思路點撥思路點撥】在三相電路中，每根相線在三相電路中，每根相線與中性線都相當于一個獨立發(fā)電機的供電系與中性線都相當于一個獨立發(fā)電機的供電系統(tǒng)，某一相的

14、負載變化可認為對其他兩相無影統(tǒng)，某一相的負載變化可認為對其他兩相無影響無中性線時，某一相負載的變化則會對其響無中性線時，某一相負載的變化則會對其他相造成影響他相造成影響【解析解析】(1)有中性線時供電電路如圖有中性線時供電電路如圖416所示當所示當C相負載斷開或短路時，相負載斷開或短路時，A、B兩相分別由相線與中性線構成兩個供電回路，兩相分別由相線與中性線構成兩個供電回路，其相電壓其相電壓圖圖416圖圖417當當C相負載斷開后，相負載斷開后，A、B兩相負載串接在兩相負載串接在兩根相線之間由于兩根相線之間由于A、B兩相的負載電阻為兩相的負載電阻為結(jié)果使結(jié)果使B相電燈燒毀，并可能使相電燈燒毀，并可

15、能使A相電燈不相電燈不亮亮(B相燒斷時相燒斷時)或跟著燒毀或跟著燒毀(B相形成短路時相形成短路時)當當C相負載短路時，相負載短路時，A、B兩相負載依次接兩相負載依次接在在A、C和和B、C兩根相線之間，電燈兩端電壓兩根相線之間，電燈兩端電壓猛升至線電壓猛升至線電壓380 V，兩燈一起燒毀，兩燈一起燒毀(嚴重時還嚴重時還可能影響電源可能影響電源)【答案答案】見解析見解析【點評點評】(1)在星形接法中，若各負載對在星形接法中，若各負載對稱，則中性線電流為零，此時中性線可省稱，則中性線電流為零，此時中性線可省去但若負載不對稱，絕不能省掉中性線，否去但若負載不對稱，絕不能省掉中性線，否則將會損壞變壓器或用電器則將會損壞變壓器或用電器(2)在家庭照明電路中，保險絲絕不能接在在家庭照明電路中，保險絲絕不能接在中性線上，防止因保險絲燒斷后損壞用電器中性線上，防止因保險絲燒斷后損壞用電器2如圖如圖418所示，發(fā)電機每個繞組所示，發(fā)電機每個繞組兩端的電壓兩端的電壓(相電壓相電壓)為為220 V，三個負載電阻，三個負載電阻均為均為100 ，下列說法中正確的是，下列說法中正確的是()圖圖418A發(fā)電機繞組采用發(fā)電機繞組采用“Y