三相交流電路_教學課件ppt

1、學習情境1 三相交流電路汽車電工電子技術基礎汽車電工電子技術基礎汽汽 車車 電電 工工 電電 子子 技技 術術 基基 礎礎學習情境1 三相交流電路學習情境1 三相交流電路三相正弦交流電路三相正弦交流電路電梯電梯機床機床起重機起重機燈泡燈泡計算機計算機電冰箱電冰箱常見的兩種電常見的兩種電學習情境1 三相交流電路三相正弦交流電路三相正弦交流電路主要內容主要內容 一、三相交流電源的星形連接（重點重點） 二、三相負載的連接（重點重點） 三、三相交流電路的功率（了解了解） 四、安全用電（了解了解）學習情境1 三相交流電路三相交流電路三相交流電路 目前電力工程上普遍采用目前電力工程上普遍采用。 由三個幅值

2、相等、頻率相同（我們國家電網(wǎng)頻率由三個幅值相等、頻率相同（我們國家電網(wǎng)頻率為為50HZ)彼此之間相位互差彼此之間相位互差120o的正弦電壓所組成的的正弦電壓所組成的供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)。 前面講的交流電路，實際是三相電路的一相，因前面講的交流電路，實際是三相電路的一相，因而稱而稱。 另一方面，三相電路也可看作按一定規(guī)律組成的另一方面，三相電路也可看作按一定規(guī)律組成的復雜交流電路。復雜交流電路。學習情境1 三相交流電路三相交流發(fā)電機比相同尺寸的三相交流發(fā)電機比相同尺寸的單相交流發(fā)電機容量大。單相交流發(fā)電機容量大。如果以如果以相同相同電壓將電壓將相同相同大小大小的功率輸送到的功率輸送到相同相同距離，

3、三相輸電線比單相輸電距離，三相輸電線比單相輸電線節(jié)省材料。線節(jié)省材料。 三相交流電動機比單相電三相交流電動機比單相電動機結構簡單、體積小、運行特性好等等。動機結構簡單、體積小、運行特性好等等。 因而三相制是目前世界各國的主要供電方式。因而三相制是目前世界各國的主要供電方式。學習情境1 三相交流電路三相電源的星形連接三相電源的星形連接N N中點中點或零點或零點N N1L2L3LUUVUWUUVUVWUWVU火線火線中線或零線中線或零線火線火線火線火線線電線電壓壓相電相電壓壓 三相四線制三相四線制U1W1V1將發(fā)電機三個定子繞組的末端連在一起引出的一根導線稱為中性線中性線N（中性線接地時稱為零線）

4、；三個繞組的始端U1，V1，W1分別引出的三根導線稱為端線端線（相線或火線）。 學習情境1 三相交流電路三相電源的星形連接三相電源的星形連接 由由三根端線和一根中線組成的供電方式稱為三根端線和一根中線組成的供電方式稱為三相四三相四線制線制，只有三根端線組成的供電方式稱為只有三根端線組成的供電方式稱為三相三線制三相三線制。 電源每相繞組兩段的電壓，即端線與中線之間的電壓電源每相繞組兩段的電壓，即端線與中線之間的電壓稱為稱為電源相電壓電源相電壓。參考方向規(guī)定為從繞組始端指向末端，參考方向規(guī)定為從繞組始端指向末端，分別用分別用UU,UV,UW表示表示，其有效值用其有效值用UP表示。表示。 三相電源相

5、電壓的瞬時值表達式為：三相電源相電壓的瞬時值表達式為： 120sin2120sin2sin2tUutUutUupppWVU學習情境1 三相交流電路三相電源的星形連接三相電源的星形連接 電源任意兩根端線之間的電壓稱為電源任意兩根端線之間的電壓稱為線電壓線電壓，分別用，分別用uUV,uVW,uWU表示，其中的下標字母表示，其中的下標字母UV，VW，WU即為各電壓的參考方向。即為各電壓的參考方向。 線電壓和相電壓之間的關系如下：線電壓和相電壓之間的關系如下： UWWUWVVWVUUVuuuuuuuuu目前，我國供電系統(tǒng)目前，我國供電系統(tǒng)線電壓線電壓 380V，相電壓相電壓220V學習情境1 三相交流

6、電路線電壓與相電壓的向量關系線電壓與相電壓的向量關系線電壓有效值線電壓有效值UL與與相電壓有效值相電壓有效值UP的關系：的關系：相電壓有效值相電壓有效值和和線電壓有效值線電壓有效值的關系：的關系：三個線電壓的有效值相等，均為相電壓有效值的三個線電壓的有效值相等，均為相電壓有效值的3倍。線電壓的相位超前相應的相電壓相位倍。線電壓的相位超前相應的相電壓相位30VUWUUU-WUUWU-VU-VWUUVUPPLUUU2330cos213030o o3030o o3030o oPLUU3150sin3150sin90sin390sin30sin330sintUtUutUtUutUtUuPLWUPLVW

7、PLUV學習情境1 三相交流電路三相負載連接三相負載連接三相負載采用何種聯(lián)接方式由三相負載采用何種聯(lián)接方式由負載的額定電壓負載的額定電壓決定。決定。當負載額定電壓等于電源當負載額定電壓等于電源線線電壓電壓時采用時采用三角形三角形聯(lián)接（電動機，機床）；聯(lián)接（電動機，機床）；當負載額定電壓等于電源當負載額定電壓等于電源相相電壓電壓時采用時采用星形星形聯(lián)接（照明燈，家用電器）。聯(lián)接（照明燈，家用電器）。三角三角形聯(lián)形聯(lián)接接星形連接星形連接Z Z3 3Z Z2 2Z Z1 1電電機機N NA AB BC C三相四線制三相四線制照明照明照照明明照明照明學習情境1 三相交流電路三相負載的星形連接三相負載的

8、星形連接每項負載兩端的電壓是電源的相電壓。每項負載兩端的電壓是電源的相電壓。每項負載中的電流為相電流每項負載中的電流為相電流IP（IUN，IVN，IWN）。）。每根端線上的電流為線電流每根端線上的電流為線電流IL。（。（IU，IV，IW）中性線上的電流為中線電流中性線上的電流為中線電流IN。N+N R1R2R3UVWWZUZVZUNIWNIVNIUINIVIWI學習情境1 三相交流電路三相負載星形連接時的電流情況三相負載星形連接時的電流情況各項負載電流的有效值：各項負載電流的有效值：WZUZVZUNIWNIVNIUINIVIWIN+N R1R2R3UVWWWNWNVVNVNUUNUNZUIZU

9、IZUI學習情境1 三相交流電路星形連接時線電流，相電流，中性線電流的關系星形連接時線電流，相電流，中性線電流的關系各各線電流線電流等于對應的各等于對應的各相電流相電流：然后再根據(jù)基爾霍夫定律得然后再根據(jù)基爾霍夫定律得中性線電流中性線電流為：為：WZUZVZUNIVNIUINIVIWIN+N R1R2R3UVWWNWVNVUNUIIIIII，0IIIIIIIWVNUWNVNUN學習情境1 三相交流電路三相負載的星形連接三相負載的星形連接 因為因為 所以星形連接的三相負載中線可以省去，采用三相所以星形連接的三相負載中線可以省去，采用三相三線制供電。三線制供電。N+N R1R2R3UVWWZUZV

10、ZUNIVNIUIVIWI0IIIIIIIWVNUWNVNUN學習情境1 三相交流電路三相負載的星形連接三相負載的星形連接負載的種類：負載的種類：容性負載：電流相位超前電壓（如，短路狀態(tài)的蓄電池、 定時器、閃光器）感性負載：電流相位滯后電壓（如，電機、變壓器、鎮(zhèn) 流器）阻性負載，電流與電壓相位相同（如，燈泡、電爐、空 調、冰箱）學習情境1 三相交流電路三相負載的星形連接三相負載的星形連接 我們將負載性質相同、數(shù)值也相同，各相電流等于線電流的負載稱為對稱性負載對稱性負載，否則便是不對稱性負載不對稱性負載。結論結論： 對稱性性負載對稱性性負載各相電流瞬時值代數(shù)和為零即中性線電流為零，因此可以省去中

11、性線可以省去中性線，采用三相三線制供電方式。 不對稱性負載不對稱性負載因為各相負載兩端的電壓會根據(jù)各項負載阻抗值的大小重新分配，沒有中性線進行傳輸便會是電壓高的用電器在高于額定電壓的情況下運行縮短使用壽命縮短使用壽命，而電壓低的用電設備在低壓下運行，發(fā)揮不了應有的功率，影響使用效果發(fā)揮不了應有的功率，影響使用效果。所以三相負載不對稱式時，必須采用三相四線制，中線不能省去且中線上不能安裝開關、保險絲。學習情境1 三相交流電路三相負載的三角形連接相負載的三角形連接 將三相負載分別接在三相電源的每兩根相線之間的接法，稱為三相負載的三角形接法三角形接法。每相負載兩端的電壓都是電源的線電壓，每項負載中流

12、過的電流為相電流相電流，流過端線上的電流為線電流線電流。各相電流的有效值為：由基爾霍夫定律可確定線電流和相電流的關系UVWWUWUWUVWVWVWUVUVUVZUIZUIZUI，VWWUWUVVWVWUUVUI-III-III-IIUWVUIVIWIUVIVWIWUIUZVZWZUVUVWUWUU學習情境1 三相交流電路三、三相交流電路的功率三、三相交流電路的功率 三相交流電路可以視作三個單向交流電路的組合。三相交流電路的有功功率、無功功率、視在功率為各項電路各項電路的有功功率、無功功率、視在功率之和之和。無論三相負載是星形連接還是三角形連接，當三相負載對稱時，電路總的有功功率、無功功率、視在

13、功率均是每相負載有功功率、無功功率、視在功率的3倍倍。PPIUSQP3sinIU3QQcosI3U3PP22PPPPPP學習情境1 三相交流電路三相交流電路的功率三相交流電路的功率三相負載功率與線電壓、線電流的關系：LLLLIUSIUQ3sin3cosIU3PLL學習情境1 三相交流電路安全用電安全用電一、電流對人體的作用 人體因觸及高電壓的帶電體而承受過大的電流，以至引起死亡或局部受傷的現(xiàn)象成為觸電觸電。觸電對人體的傷害程度，與流過人體電流的頻率、大小、通電時間的長短、電流流過人體的途徑、以及觸電者本人的情況有關。 學習情境1 三相交流電路安全用電安全用電 觸電事故表明，頻率為50Hz100

14、Hz的電流最危險，通過人體的電流超過50mA時，就會產生呼吸困難、肌肉痙攣、中樞神經遭受損害從而使心臟停止跳動以至死亡；電流流過大腦或心臟，最容易造成死亡事故。學習情境1 三相交流電路安全用電安全用電 觸電傷人的主要因素是電流，但電流值又決定于作用到人體上的電壓和人體的阻值。 通常人體的電阻為800至幾萬歐不等至幾萬歐不等。 一般規(guī)定36V以下的電壓為安全電壓，對人體安全不構成威脅。學習情境1 三相交流電路安全用電安全用電常見的觸電方式有單相觸電單相觸電和兩相觸電兩相觸電。 人體同時接觸兩根相線，形成兩相觸電，這是人體受380V的線電壓作用，最為危險。 單相觸電是人體在地面，而觸及一根相線，電

15、流通過人體流入打的造成觸電。此外，某些電氣設備由于導線絕緣層破損而漏電時，人體觸及外殼也會發(fā)生觸電事故。學習情境1 三相交流電路安全用電安全用電常用的安全措施： 為防止發(fā)生觸電事故，除應注意開關必需安裝在火線上以及合理選擇導線與保險絲外，還必須采取以下防護措施： （1）正確安裝用電設備正確安裝用電設備，電氣設備要根據(jù)說明和要求正確安裝，以防觸電。 （2）電氣設備的接零保護電氣設備的接零保護，接零保護就是在電源中性點接地的三相四線制中，把電氣設備的金屬外殼與中性線連接起來。這時，如果電氣設備的絕緣損壞而碰殼，由于中線的電阻很小，所以，短路電流很大，立即使電路中的保險絲燒斷，切斷電源，從而消除觸電危險。 學習情境1 三相交流電路安全用電安全用電 （3）電氣設備的保護接地電氣設備的保護接地，把電氣設備的金屬外殼用導線和埋在地中的接地裝置連接起來