三相交流电的基本概念和三相负载的连接方式.doc

三相交流电的基本概念和三相负载的连接方式.doc 课题:4-1三相交流电的基本概念4-2三相负载的连接方式 班级:08级 时间:3-4周 课时:2节 课型:新授 教具:挂图及三角板 教法:灵活授课法 教学重点:了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接方法. 教学难点:掌握三相负载的连接方法及计算. 教学目的: 了解三相交流电的产生,掌握三相负载的连接及特点 授课过程: 组织教学:清点人数整顿教学秩序 ,1分钟, 复习相关内容;(5分钟) 三相发电机的绕组主要是星形接法,三相负载 有星形连接和三角形连接法, 进行提问: 1. 纯电感电路电压与电流的相位关系 2. 纯电感电路电压与电流的相位关系 本节授课内容,170 分钟,: 3-4三相交流电的基本概念 1 一、交流发电机简介 发电机的基本组成部分是磁极和线圈(线圈匝数很多～嵌在硅钢片制成的铁心上～通常叫电枢)。电枢转动、而磁极不动的发电机～叫做旋转电枢式发电机。磁极转动、而电枢不动～线圈依然切割磁感线～电枢中同样会产生感应电动势～这种发电机叫做旋转磁极式发电机。不论哪种发电机～转动的部分都叫转子～不动的部分都叫定子。 旋转电枢式发电机～转子产生的电流必须经过裸露着的滑环和电刷引到外电路～如果电压很高～就容易发生火花放电～有可能烧毁电机。这种发电机提供的电压一般不超过500 V。旋转磁极式发电机克服了上述缺点～能够提供几千伏到几十千伏的电压～输出功率可达几十万千瓦。所以～大型发电机都是旋转磁极式的。 发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其它动力机带动的。动力机将机械能传递给发电机～发电机把机械能转化为电能传送给外电路。 二.交流电的产生及正弦交流电的概念 1(对称三相电动势 振幅相等、频率相同～在相位上彼此相差120:的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学达式为 第一相(U相)电动势: e=Esin(, t) 1m 2 第二相(V相)电动势: e= Esin(, t , 120:) 2 m 第三相(W相)电动势: e= Esin(, t ， 120:) 3 m 显然～有e， e ， e= 0。波形图与相量图如图所示。 1 23 图对称三相电动势波形图与相量图 2(相序 三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序叫做相序。e1比e超前120:～e比e超前120:～而e又比e超前120:～22331 称这种相序称为正相序或顺相序,反之～如果e比e超前13120:～e比e超前120:～e 比e超前120:～称这种相序为3221 负相序或逆相序。 一、 相序是一个十分重要的概念～为使电力系统能够安全可 靠地运行～通常统一规定技术～一般在配电盘上用 黄色标出U相～用绿色标出V相～用红色标出W相。 将三相发电机三相绕组的末端U2、V2、W2(相尾)连接在一点～始端U1、V1、W1(相头)分别与负载相连～这种连接方法叫做星形(Y形)连接。如图所示。 3 图 相电压与线电压的相量图 图三相绕组的星形接法 三.三相四线制 从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线叫作端线或相线～俗称火线～任意两个火线之间的电压叫做线电压。Y形公共联结点N叫作中点～从中点引出的导线叫做中线或零线。由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低压配电中采用)。 每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中线之间的电压)叫做相电压～它们的瞬时值用u、u、u来表示～显然123 这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为 U= U= U= U 1 2 3 P 任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)叫做线电压～它们的瞬时值 用u、u、u来表示。,形接法的相量图如图10-3所示。 122331 显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为 3U= U= U= U=U 12 23 31 L P 线电压比相应的相电压超前30:～如线电压u比相电压12u超前30:～线电压u比相电压u超前30:～线电压u比相123231电压u超前30:。 3 四.三项负载的连接方式 1、负载的星形联结 三相负载的星形联结如图所示。 4 图 三相负载的星形联结 该接法有三根火线和一根零线～叫做三相四线制电路～在这种电路中三相电源也是必须是Y形接法～所以又叫做Y,Y接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)～电路 3中的线电压U都等于负载相电压U的倍～即 LYP 3U=U L YP 负载的相电流等于线电流～即 IIYPYL = IIYL YP 当三相负载对称时～即各相负载完全相同～相电流和线电流也一定对称(称为Y,Y形对称三相电路)。即各相电流(或各线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差120:～并且中线电流为零。所以中线可以去掉～即形成三相三线制电路～也就是说对于对称负载来说～不必关心电源的接法～只需关心负载的接法。 例题:在负载作,形联接的对称三相电路中～已知每相负载均为|Z|= 20 ,～设线电压U= 380V～试求:各相电流(也L 就是线电流) ULU,,220V解:在对称,形负载中～相电压 YP3 相电流(即线电流)为 U220YPI,,,11A YPZ20 2、负载的三角形联结 负载做 , 形联结时只能形成三相三线制电路～如图所示。 5 图三相负载的三角形联结 显然不管负载是否对称(相等)～电路中负载相电压UP,都等于线电压U～即 L U= U P L, 当三相负载对称时～即各相负载完全相同～相电流和线电流也一定对称。负载的相电流为 U,P,I ,PZ 3线电流I等于相电流I的倍～即 LP,, I,3I,L,P 例题:已知每相负载均为|Z|= 50 ,～设线电压U= 380 V～L 试求各相电流和线电流【例10-3】 在对称三相电路中～负载作 , 形联接～。 解:在 , 形负载中～相电压等于线电压～即U= U～则相P L,电流 U380,P,,,7.6AI ,PZ50 线电流 I,3I,13.2A,L,P 本节小结,4分钟,: 一、三相电源 振幅相等、频率相同～在相位上彼此相差120:的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为 第一相(U相)电动势: e= Esin(, t) 1 m 第二相(V相)电动势: e= Esin(, t , 120:) 2 m 第三相(W相)电动势: e= Esin(, t ， 120:) 3 m 6 三相电源中的绕组有星形(亦称Y形)接法和三角形(亦称 , 形)接法两种。 二、三相负载 相负载的Y形接法 1. 三 3在三相四线制电路～线电压U是负载相电压U的倍～LYP即 U,3ULYP 负载的相电流I等于线电流I～即 YPYL I= I YL YP 当三相负载对称时～即各相电流(或各线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差120:～并且中线电流为零。所以中线可以去掉～即形成三相三线制电路。 2(三相负载的 , 形接法 负载做 , 形联结时只能形成三相三线制电路。显然不管负载是否对称(相等)～电路中负载相电压U都等于线电压P, U～即 L U= U P L, 当三相负载对称时～相电流和线电流也一定对称。负载的相电流为 U,P,I ,PZ 3线电流I等于相电流I的倍～即 LP,, 3I=I LP,, 作业:课后习题电工练习册4-1,4-2 7