三相交流電的基本概念和三相負載的連接方式

1、課題：4-1三相交流電的基本概念 4-2三相負載的連接方式班級：1323級時間：3-4周課時：2節(jié)課型：新授教具:掛圖及三角板教法：靈活授課法教學(xué)重點：了解三相交流電的產(chǎn)生,掌握三相負載的連接方法.教學(xué)難點：掌握三相負載的連接方法及計算.教學(xué)目的: 了解三相交流電的產(chǎn)生,掌握三相負載的連接及特點授課過程: 組織教學(xué)：清點人數(shù)整頓教學(xué)秩序 （1分鐘） 復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容;(5分鐘) 三相發(fā)電機的繞組主要是星形接法,三相負載有星形連接和三角形連接法, 進行提問：1. 純電感電路電壓與電流的相位關(guān)系2. 純電感電路電壓與電流的相位關(guān)系本節(jié)授課內(nèi)容（170 分鐘）：3-4三相交流電的基本概念一、交流發(fā)電機簡

2、介發(fā)電機的基本組成部分是磁極和線圈(線圈匝數(shù)很多，嵌在硅鋼片制成的鐵心上，通常叫電樞)。電樞轉(zhuǎn)動、而磁極不動的發(fā)電機，叫做旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機。磁極轉(zhuǎn)動、而電樞不動，線圈依然切割磁感線，電樞中同樣會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種發(fā)電機叫做旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機。不論哪種發(fā)電機，轉(zhuǎn)動的部分都叫轉(zhuǎn)子，不動的部分都叫定子。旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的電流必須經(jīng)過裸露著的滑環(huán)和電刷引到外電路，如果電壓很高，就容易發(fā)生火花放電，有可能燒毀電機。這種發(fā)電機提供的電壓一般不超過500 V。旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機克服了上述缺點，能夠提供幾千伏到幾十千伏的電壓，輸出功率可達幾十萬千瓦。所以，大型發(fā)電機都是旋轉(zhuǎn)磁極式的。發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是由蒸

3、汽機、水輪機或其它動力機帶動的。動力機將機械能傳遞給發(fā)電機，發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能傳送給外電路。二.交流電的產(chǎn)生及正弦交流電的概念1對稱三相電動勢振幅相等、頻率相同，在相位上彼此相差120°的三個電動勢稱為對稱三相電動勢。對稱三相電動勢瞬時值的數(shù)學(xué)表達式為 第一相(U相)電動勢： e1=Emsin(w t) 第二相(V相)電動勢： e2 = Emsin(w t - 120°) 第三相(W相)電動勢： e3 = Emsin(w t + 120°) 顯然，有e1 + e2 + e3 = 0。波形圖與相量圖如圖所示。圖對稱三相電動勢波形圖與相量圖2相序三相電動勢達到最

4、大值(振幅)的先后次序叫做相序。e1比e2超前120°，e2比e3超前120°，而e3又比e1超前120°，稱這種相序稱為正相序或順相序；反之，如果e1比e3超前120°，e3比e2超前120°，e2 比e1超前120°，稱這種相序為負相序或逆相序。一、 相序是一個十分重要的概念，為使電力系統(tǒng)能夠安全可靠地運行，通常統(tǒng)一規(guī)定技術(shù)標準，一般在配電盤上用黃色標出U相，用綠色標出V相，用紅色標出W相。將三相發(fā)電機三相繞組的末端U2、V2、W2(相尾)連接在一點，始端U1、V1、W1(相頭)分別與負載相連，這種連接方法叫做星形(Y形)連接。如

5、圖所示。圖 相電壓與線電壓的相量圖圖三相繞組的星形接法三.三相四線制從三相電源三個相頭U1、V1、W1引出的三根導(dǎo)線叫作端線或相線，俗稱火線，任意兩個火線之間的電壓叫做線電壓。Y形公共聯(lián)結(jié)點N叫作中點，從中點引出的導(dǎo)線叫做中線或零線。由三根相線和一根中線組成的輸電方式叫做三相四線制(通常在低壓配電中采用)。每相繞組始端與末端之間的電壓(即相線與中線之間的電壓)叫做相電壓，它們的瞬時值用u1、u2、u3來表示，顯然這三個相電壓也是對稱的。相電壓大小(有效值)均為U1 = U2 = U3 = UP任意兩相始端之間的電壓(即火線與火線之間的電壓)叫做線電壓，它們的瞬時值用u12、u23、u31來表示

6、。形接法的相量圖如圖10-3所示。顯然三個線電壓也是對稱的。大小(有效值)均為U12 = U23 = U31 = UL =UP線電壓比相應(yīng)的相電壓超前30°，如線電壓u12比相電壓u1超前30°，線電壓u23比相電壓u2超前30°，線電壓u31比相電壓u3超前30°。四.三項負載的連接方式1、負載的星形聯(lián)結(jié)三相負載的星形聯(lián)結(jié)如圖所示。圖 三相負載的星形聯(lián)結(jié)該接法有三根火線和一根零線，叫做三相四線制電路，在這種電路中三相電源也是必須是Y形接法，所以又叫做YY接法的三相電路。顯然不管負載是否對稱(相等)，電路中的線電壓UL都等于負載相電壓UYP的倍，即 UL

7、 =UYP負載的相電流IYP等于線電流IYL，即IYL = IYP當(dāng)三相負載對稱時，即各相負載完全相同，相電流和線電流也一定對稱(稱為YY形對稱三相電路)。即各相電流(或各線電流)振幅相等、頻率相同、相位彼此相差120°，并且中線電流為零。所以中線可以去掉，即形成三相三線制電路，也就是說對于對稱負載來說，不必關(guān)心電源的接法，只需關(guān)心負載的接法。例題：在負載作形聯(lián)接的對稱三相電路中，已知每相負載均為|Z|= 20 W，設(shè)線電壓UL = 380V，試求：各相電流(也就是線電流)解：在對稱形負載中，相電壓相電流(即線電流)為2、負載的三角形聯(lián)結(jié)負載做 D 形聯(lián)結(jié)時只能形成三相三線制電路，如

8、圖所示。圖三相負載的三角形聯(lián)結(jié)顯然不管負載是否對稱(相等)，電路中負載相電壓UDP都等于線電壓UL，即 UDP = UL當(dāng)三相負載對稱時，即各相負載完全相同，相電流和線電流也一定對稱。負載的相電流為線電流IDL等于相電流IDP的倍，即例題：已知每相負載均為|Z|= 50 W，設(shè)線電壓UL = 380 V，試求各相電流和線電流【例10-3】 在對稱三相電路中，負載作 D 形聯(lián)接，。解：在 D 形負載中，相電壓等于線電壓，即UDP = UL，則相電流線電流 本節(jié)小結(jié)（4分鐘）：一、三相電源振幅相等、頻率相同，在相位上彼此相差120°的三個電動勢稱為對稱三相電動勢。對稱三相電動勢瞬時值的數(shù)

9、學(xué)表達式為 第一相(U相)電動勢： e1 = Emsin(w t) 第二相(V相)電動勢： e2 = Emsin(w t - 120°) 第三相(W相)電動勢： e3 = Emsin(w t + 120°) 三相電源中的繞組有星形(亦稱Y形)接法和三角形(亦稱 D 形)接法兩種。二、三相負載1. 三相負載的Y形接法在三相四線制電路，線電壓UL是負載相電壓UYP的倍，即 負載的相電流IYP等于線電流IYL，即IYL = IYP當(dāng)三相負載對稱時，即各相電流(或各線電流)振幅相等、頻率相同、相位彼此相差120°，并且中線電流為零。所以中線可以去掉，即形成三相三線制電路。2三相負載的 D 形接