三相交流电的基本概念和三相负载的连接方式

.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：1323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表达式为 第一相(U相)电动势： e1=Emsin(w t) 第二相(V相)电动势： e2 = Emsin(w t - 120) 第三相(W相)电动势： e3 = Emsin(w t + 120) 显然，有e1 + e2 + e3 = 0。波形图与相量图如图所示。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e2超前120，e2比e3超前120，而e3又比e1超前120，称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比e3超前120，e3比e2超前120，e2 比e1超前120，称这种相序为负相序或逆相序。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，通常统一规定技术标准，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。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u1、u2、u3来表示，显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为U1 = U2 = U3 = UP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u12、u23、u31来表示。形接法的相量图如图10-3所示。显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为U12 = U23 = U31 = UL =UP线电压比相应的相电压超前30，如线电压u12比相电压u1超前30，线电压u23比相电压u2超前30，线电压u31比相电压u3超前30。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。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YY接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)，电路中的线电压UL都等于负载相电压UYP的倍，即 UL =UYP负载的相电流IYP等于线电流IYL，即IYL = IYP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YY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 W，设线电压UL = 380V，试求：各相电流(也就是线电流)解：在对称形负载中，相电压相电流(即线电流)为2、负载的三角形联结负载做 D 形联结时只能形成三相三线制电路，如图所示。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UDP都等于线电压UL，即 UDP = UL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。负载的相电流为线电流IDL等于相电流IDP的倍，即例题：已知每相负载均为|Z|= 50 W，设线电压UL = 380 V，试求各相电流和线电流【例10-3】 在对称三相电路中，负载作 D 形联接，。解：在 D 形负载中，相电压等于线电压，即UDP = UL，则相电流线电流 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： e1 = Emsin(w t) 第二相(V相)电动势： e2 = Emsin(w t - 120) 第三相(W相)电动势： e3 = Emsin(w t + 120) 三相电源中的绕组有星形(亦称Y形)接法和三角形(亦称 D 形)接法两种。二、三相负载1. 三相负载的Y形接法在三相四线制电路，线电压UL是负载相电压UYP的倍，即 负载的相电流IYP等于线电流IYL，即IYL = IYP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 D 形接法负载做