交流电路教案

1、教案第 周 星期 第 节 年 月 日课题三相交流电路（一）教学目的理解三相对称电源的产生掌握三相电源的连接教材分析重点三相电源的连接难点三相对称电源的产生教具挂图、万用表、生活实例授课主要内容、课时分配及板书设计一、复习旧课及引入新课（15分钟）RLC串联并联电路的电压和电流的计算公式和方法RLC串联并联电路功率计算公式和提高功率因数的方法电能的产生输送和分配一般都采用三相制的正选交流电，也就是由三个电 压、频率相同而相位依次相差120的电源供电系统，这样三个电源系统称为对 称三相电源。负载有单相和三相之分，单相负载只和三相制供电系统的某一个电源接通，例如照明用电 就是如此。三相负载则必须接通

2、三个电源，例如三相电动机。这样构成了三相交流电路。我们 把组成三相电路的每一个单相电路称为一相。广泛采用三相制的原因是，它与单相交流供电相比较有下列主要优点：（1）三相发电机在技术和经济上都比单相发电机优越。（2）在相同的输电条件下（电压、功率、距离和线路损失），采用三相制输电可以大大节约线 材。（3）三相交流电动机的性能比单相的好，具有结构简单、运行可靠、维护方便等优点。二、讲授新课（50分钟）（1）三相对称电源的产生三相时林电源是由三相交流发电机产生的“图2-4E是最简单的具有一对旅极的三相交流 发电机的原理范胸图。电枢上装有二个同样的绕组口口邛1小片口】匚口明表示各相境 组的起始端,U二

3、、V：八表示它们的末端二三相绕组的始端（或末瑞J彼此互差12。，角口电据表 面处的磁感应是按正弦规律分布侪（图中55称L相，V1k称马机WM2栋L壹相）.当电枢由原动机拖动沿逆时针方向以角速度等速旋转时,每相跷嵬分别产生正政电动 势,称为相电动势，其方向规定由跷组末端指向始辑因为三个盥组的形状，尺寸:和匝数都相 同，并以同一角速度在同一圈场中旋转，所以三个相电动势的频率和幅值都相同。惟一不同的 是它行之间的相位差是12Q即三相电动势互差120因此，发电机产生的是对称三相电动 势。同样,若用电压表示，则发电机产生的是对称三相电压，相电压方向和相电动势方向相反, 由始端指向末端.若以L1相绕粗野过

4、中性面（磁感应强度吕二。处）的时刻为计时起点a图2-42所示，则 三相对称电压的瞬时值解析式为叫二储山眦*产U湎in螂12,&由出（例 一 240） = 日（现 + 120）三相电源由三相交流发电机产生的。在三相交流发电机中有3个相同的绕 组。3个绕阻的首端分别用A、B、C表示，末端分别用X、Y、Z表示。这3个 绕组分别称为A相、B相、C相，所产生的三相电压分别为：uA = J2U sin3tu B = T2UpSin(ot -12阴uC = JUUp sin(wt +12阴三个电压一同幅值个同频率-相位互差120。三个电压达最大值的先后次序叫相匠，图示相序为AfBfC （2）三相电源的星形连

5、接星形连接:3个末端连接在一起引出中线，由3个首端引出3条火线。每个电源的电压称为相电压，火线间电压称为线电压。对照下面三个图进行讲解，分别说明星形连接，火线，零线，相电压和线电压。由相量图可知：Ui=、囱由相量图可知：Ui=、囱7UAB *UBC *UCA=UA=UB=UCUBUCUA医b =后理/30。璘c = G峪N30。座A =亚室N30。=辰p/30。=- 90= y/3UpZl500可见，三个线电压幅值相同，频率相同，相位相差120。（3）三相电源的三角形连接三角形连接：将三相绕组的首、末端依次相连，从3个点引出3条火线。 注：此种接法如一相接反，将造成严重后果。（三）课堂小结（5

6、分钟）三相四线制的低压供电系统中常用380/220V，就是指电源作Y形连接时的线电压为 380V,相电压为220V的供电系统。低压动力设备（如三相交流电动机），大功率用电设备（如烘 箱）等常采用线电压为380V的三相电源，而单相电气设备（如照明、家用电器等）则多采用相 电压为220V的电源。供电系统如不特别声明，一般所说的电压都指线电压。（四）课堂练习（25分钟）P39 2.9、2.10（五）板书设计电能的产生输送和分配一般都采用三相制的正选交流电，也就是由三个电压、频 率相同而相位依次相差120的电源供电系统，这样三个电源系统称为对称三相 电源。（1）三相对称电源的产生三相电源由三相交流发电

7、机产生的。在三相交流发电机中有3个相同的 绕组。3个绕阻的首端分别用A、B、C表示，末端分别用X、Y、Z表示。 这3个绕组分别称为A相、B相、C相，三个电压一同幅值个同频率一相 位互差120。，三个电压达最大值的先后次序叫相序，图示相序为AfBfC （2）三相电源的星形连接星形连接:3个末端连接在一起引出中线，由3个首端引出3条火线。 每个电源的电压称为相电压，火线间电压称为线电压。吟b 二收竹N30。盛c = G年N30。&A =后室N30。=辰Jp/30。=辰Jp/ - 90=疯乙/150。可见，三个线电压幅值相同，频率相同，相位相差120。（3）三相电源的三角形连接三角形连接：将三相绕组

8、的首、末端依次相连，从3个点引出3条火线。 注：此种接法如一相接反，将造成严重后果。课后作业：P432.9课后作业：P432.9课后小结：三相对称电源的产生的原因，波形图，相量图，三相电源星形、三角形的连接公 式，连接图，注意事项，在实际中的应用。教案第 周 星期 第 节 年 月 日课题三相交流电路（二）教学目的掌握三相负载的连接方式熟悉三相电路的功率教材分析重点三相负载的连接方式难点三相电路的功率教具挂图、万用表、生活实例授课主要内容、课时分配及板书设计一、复习旧课及引入新课（10分钟）回忆上节课说的三相对称电源的产生的原因，波形图，相量图，三相电 源星形、三角形的连接公式，连接图，注意事项

9、，在实际中的应用。引出三星交流负载的连接方式，三相电路的功率。二、讲授新课（50分钟）如果三相负载的阻抗相等，则称为对称三相负载。由对称三相电源和对 称三相负载组成的三相电路称为对称三相电路。（1）对称三相负载星形连接相电流：负载中的电流 线电流：火线中的电流. U u Z0O uI = A = p = P- / 一中A ZZ NqZz, u u N 120O UI = b =，Z（-120O-q ）B Z Z z Zz, U U N120O UI = _c = uN（120O-q ）C ZZ|zIZIZ 结论：中线中没有电流I +1 +1 = 0ABC有用功率:P = 3Pp = 3Uplp

10、 cos中工=pull cos中工4 = ip(4 = ip(2)不对称三相负载星形连接若21/22/23,则称为三相不对称负载。在负载不对称情况下，由于中线 的存在，负载的相电压仍等于电源的相电压，即仍为对称的，各相负载可正 常工作。但是和对称负载不同之处就是三相电流不在是对称的了，因此：IN=I1+I2+I3 #0结论：中线有电流在负载不对称情况下，如果中线断开，这时候虽然线电压保持不变，仍然 对称，但是由于缺少中线，则各线电压要重新分配，造成有的负载承受的电压 超过额定电压，有的负载承受的电压低于额定电压，这两种情况都会造成严重 事故。因此中线必不可少。为了防止中线断开，电工施工规则中规

11、定干线上的 中线不允许安装保险丝或者开关。(3)对称三相负载三角形连接(3)对称三相负载三角形连接三相负载也可以接成三角形形式，如上图所示，有功功率相电压和线电 压公式如下图：相电流T ABUb = Upl=乙 z-pZZ| zQ 图zu u z-120。 Ui =-BC*bC = 一= -p Z(-120 - p )ZZ Zp z团zUU Z120。 Ui =CA-ca = -p= f Z(120o-p )Z图 ZP zlZl线电流 4= ZAB ACB1ABZ-30PIB = IBC-IAB =、31BCZ-30PI= I-1=31Z-30PC CA BC CA有功功率：P = 3Pp =

12、 3Uplp cosz =cosz线电流和相电流之间关系：I l = 311npp(4)三相电路的功率一个三相负载吸取的总有功功率等于每相负载吸取的有功功率之和， F 士 二 P-巳丁 产%每相负载的功率等于相电压乘以负载相电流及其夹角的余弦，即 P :：=尸，一P _一尸：=1二理，：呼。口鼻用一口二用/酒匕口与白电L :顺上殂85色蚂在对称三相电路中各相宥功功率相同，尸5=，式,相/可亡。导手用洋于星形接法, I电=,统，而匕,电=(1 */ 3 乂蛀尸53%(1/ ,/彳儿/ co*% = /TLl I埃 co*再对于三角形接法匕统 而/相=(1/JT)”尸e h 3U堂(1 / ,/飞

13、J /法=/ 3 L% /姓c。仔用由此可见，对称负载时，不论何种接法，求总功率的公式是一样的“注意g可是指负载的相电压和负载相电流之间的相位差，也就是负载的阻抗角。口总=/TL1现8s加同理：对称三相负载的总无功功率Q,总视在功率分别为Q总=/T匕I Q s由中相对书上的例题2.16进行分析讲解(三)课堂小结(5分钟)本节课讲述了三相负载星形连接和三角形的中性电流有无的重要性，相 电压，相电流，线电压，线电压之间的关系和公式，以及它们的作图和连接 方式。（四）课堂练习（25分钟）P39 2.10 2.11 2.12（五）板书设计如果三相负载的阻抗相等，则称为对称三相负载。由对称三相电源和对

14、称三相负载组成的三相电路称为对称三相电路。（1）对称三相负载星形连接11 = I相电流：负载中的电流 线电流：火线中的电流 l p结论：中线中没有电流ABC结论：中线中没有电流ABC（2）不对称三相负载星形连接若21/22/23,则称为三相不对称负载。在负载不对称情况下，由于中线 的存在，负载的相电压仍等于电源的相电压，即仍为对称的，各相负载可正 常工作。但是和对称负载不同之处就是三相电流不在是对称的了，因此：结论：中线有电流IN=I1+I2+I3 #03）对称三相负载三角形连接P = 3Pp = 3Up1p cos z = PUL cos z线电流和相电流之间关系：I=J31rlpp课后作业

15、：P432.9、2.10课后小结：本节课讲述了三相负载星形连接和三角形的中性电流有无的重要性，相电 压，相电流，线电压，线电压之间的关系和公式，以及它们的作图和连接方式。教案第 周 星期 第 节 年 月 日课题三相异步电动机的启动、调速和制动教学目的理解三相异步电动机的启动、调速和制动的方法掌握三相异步电动机在生活中应用实例教材分析重点三相异步电动机的启动、调速和制动的方法难点三相异步电动机在生活中应用实例教具挂图、电动机、生活实例授课主要内容、课时分配及板书设计一、复习旧课及引入新课（10分钟）回忆三相异步电动机的机械特性和电磁转矩及过载能力，转矩和外电压 的关系，引入启动、调速和制动的概念

16、。二、讲授新课（50分钟）（1）三相异步电动机的直接起动直接起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接到额定电压上的起动方 式，又叫全压起动。优点：起动简单。缺点：起动电流较大，将使线路电压下降，影响负载正常工作。适用范围：电动机容量在10kW以下，并且小于供电变压器容量的20%（2）三相异步电动机降压起动Y-A降压起动：起动时定子绕组连成星形，通电后电动机运转，当转速升高 到接近额定转速时再换接成三角形。适用范围：正常运行时定子绕组为三角形连接，且每相绕组都有两个引出端 子的电动机。优点：起动电流为全压起动时的1/3。缺点：起动转矩均为全压起动时的1 / 3。Y- A起动应注意的问题：1、仅适

17、用于正常接法为三角形接法的电机。2、Y- A 起动 1st 1时 Tst 1（T 3 U 2 ）所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合。St1上1 上2正常 运行QSiFUrUH%I 运行时开关上巧打与电机直道（上1 上2正常 运行QSiFUrUH%I 运行时开关上巧打与电机直道（3）三相异步电动机自耦降压起动：（如上图） 利用三相自耦变压器将电动机在起动过程中的端起动时开关向 下打,与自耦 变压器相连。压降低，以达到减小起动电流的目的。自耦变压器备有40%、60%、80%等多种抽头，使用时要根据电 动机起动转矩的要求具体选择。优点：具有不同的抽头，可以根据起动转矩的要求，比较方便的得到不同的

18、 电压。缺点：体积大、成本高。适用范围：适用于容量较大的电动机或不能用Y-A降压起动的鼠笼式三相异 步电动机。（4）绕线式异步电动机的起动绕线式异步电动机转子绕组串入附加电阻后，既可以降低起动电流，又可以 增大起动转矩。绕线式异步电动机的起动性能和调速性能都优于鼠笼式异步机，但其结构复 杂，维修不易且造价较高。（5（5）三相异步电动机的调速 三相异步电动机的转速G-s % =G-s)%由上式可看出，异步电动机调速的方法有三种：.改变极对数p -有级调速。.改变转差率s 一无级调速。.改变电源频率fl （变频调速）一无级调速。第三种调速方法发展很快，且调速性能较好。其主要环节是研制变频电源（常

19、由整流器、逆变器等组成）。（6）三相异步电动机的制动1、能耗制动电动机断电后由于机械惯性总要经过一段时间才能停下来。为了提高生产效 率及安全，采用一定的方法让高速运转的电动机迅速停转，就是所谓的制动。 制动方法：当电动机三相定子绕组与交流电源断开后，把直流电通入两相绕组， 产生固定不动的磁场n0。电动机由于惯性仍在运转。转子导体切割固定磁场感 应电流，载流导体受到与转子惯性方向相反的电磁力使电机迅速停转。能耗制动常用于生产机械中的各种机床制动。.反接制动把与电源相连接的三根火线任意两根的位置对调，使旋转磁场反向旋转，产 生制动转矩。电动机由于惯性仍在运转。转子导体切割反向旋转磁场感应电流， 载流导体受到与转子惯性方向相反的电磁力使电机迅速停转。反接制动适用于中型车床和铳床的主轴制动。.再生发电制动起重机快速下放重物，使重物拖动转子出现nn0情况时，电动机处于发电 状态，此时在转子导体中感应电流，感应电流的方向与原电流方向相反，因此产 生的电磁转矩方向也相反，这种制动称为再生发电制动。三、课堂小结（5分钟）介绍了三相异步电动机的启动、调速和制动的方法和使用场合和工厂实例。四、课堂练习（25分钟）P63 4.8五、板书设计(1)三相异步电动机的直接起动直接起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接到额定电压上的起动方 式，又叫全压起动。优点：起动简单。缺点：起动电流较大，将使线路电