電工電子技術(shù)與技能 第3版 教案第6章 三相正弦交流電路

新課6.1三相正弦交流電源課型授課時(shí)數(shù)課題授課班級11.了解三相正弦交流電的產(chǎn)生過程。2.能理解三相正弦交流電的供電方式。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)1.了解三相正弦交流電的產(chǎn)生過程。2.能理解三相正弦交流電的供電方式。1.了解三相正弦交流電的產(chǎn)生過程。2.能理解三相正弦交流電的供電方式。讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。教學(xué)方法學(xué)情分析教后記新課A.話題引入在工廠、實(shí)驗(yàn)室或需要安裝大功率空調(diào)的場所，我們常常見到如圖6-1所示的四孔插座。它與一般兩孔、三孔插座不同之處，在于它引入的是三相正弦交流。三相正弦交流電是三個(gè)頻率相同、相位互差120、幅度大小相等的電壓組成的。目前，世界各國電力系統(tǒng)普遍采用三相交流電源，如有需要單相供電的地方，可以應(yīng)用三相交流電中的一相。B.新授課6.1.1三相正弦交流電的產(chǎn)生三相交流發(fā)電機(jī)有三個(gè)繞組，可以產(chǎn)生三相電源。圖6.1b為三相交流發(fā)電機(jī)原理示意圖，如圖所示它主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子中嵌有三個(gè)完全相同且相互獨(dú)立的繞組，在空間位置上彼此相隔1200，分別用U1U2、V1V2、W1W2表示。U1、V1、W1表示各相繞組的首端，；U2、V2、W2表示各相繞組的末端。每個(gè)繞組稱為發(fā)電機(jī)的一相，分別稱為U相、V相和W相。（a）實(shí)物圖(b)原理示意圖圖6.1三相交流發(fā)電機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)子在外加驅(qū)動(dòng)力的作用下順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，就相當(dāng)于定子每相繞組以角速度ω逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢、、。由于三個(gè)繞組結(jié)構(gòu)相同，在空間相差1200的角度，因此，三個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢、、的頻率相同、最大值相等、相位彼此相差1200。各相電動(dòng)勢的三角函數(shù)表達(dá)式為：(6.1)(6.2)(6.3)a）波形圖b）相量圖圖6.2三相電動(dòng)勢如果以為參考正弦量，則三相電動(dòng)勢波形如圖6.2（a）所示，相量如圖6.3（b）所示。在電工技術(shù)和電力工程中，把這種有效值相等、頻率相同、相位上相差1200的三相電動(dòng)勢叫稱為稱三相電動(dòng)勢。具有供給三相電動(dòng)勢的電源稱為三相電源。各個(gè)相電壓表達(dá)式分別為：；；?！咎崾尽客ǔ０讶嚯妱?dòng)勢到達(dá)最大值的先后次序，稱做相序。按U—V—W的次序循環(huán)的相序稱為正相序；按U—W—V的次序循環(huán)的相序稱為逆相序。相序是由發(fā)電機(jī)電樞的旋轉(zhuǎn)方向決定的，通常采用正相序。電力系統(tǒng)通常用不同的顏色來區(qū)別電源的U、V、W三相，黃色表示U相，綠色表示V相，紅色表示W(wǎng)相。6.1.2三相正弦交流電的供電方式三相電源有兩種供電方式：分別是三相四線制和三相三線制，在低壓供電系統(tǒng)中常采用三相四線制供電，如圖6.3所示。圖中三相繞組的末端U2、V2、W2連接成的公共端點(diǎn)，稱為中性點(diǎn)，從中性點(diǎn)引出的輸電線稱為中性線，用N表示。三相繞組的首端引出的三根輸電線稱為相線，分別用L1、L2、L3表示。三相四線制供電系統(tǒng)可輸送兩種電壓，即相電壓與線電壓。各相線與中性線之間的電壓叫做相電壓，分別用Uu、Uv、Uw表示；相線與相線之間的電壓稱為線電壓，有效值分別用Uuv、Uvw、Uwu表示。通常用UP表示相電壓的有效值，UL表示線電壓的有效值。圖6.3三相四線制供電【提示】三相四線制供電系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1.有兩組供電電壓，即相電壓和線電壓；2.三個(gè)相電壓和三個(gè)線電壓均為對稱電壓；3.線電壓的大小等于相電壓的倍，即；動(dòng)力開關(guān)（380V）照明開關(guān)（220V）圖6.4三相四線制低壓配電線路圖6.4所示為三相四線制低壓配電線路，接到三相設(shè)備上的是三根相線，它們之間的線電壓UL=380V，接到單相設(shè)備上的是相線和中性線，它們之間的相電壓UP=220V?！鞠胍幌搿咳嘟涣麟娫吹南嘈蚩梢噪S意改變嗎？對稱三相電源中V相電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式練習(xí)，則其他兩相的瞬時(shí)值表達(dá)式為、。思考與練習(xí)6-1、6-2、6-3、6-6.2三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)新課課型授課時(shí)數(shù)課??題授課班級11.掌握三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)方式教學(xué)目標(biāo)2.會(huì)分析星形聯(lián)結(jié)方式下線電壓和相電壓、線電流和相電流的關(guān)系3.會(huì)分析三角形聯(lián)結(jié)方式下線電壓和相電壓、線電流和相電流的關(guān)系1.會(huì)分析星形聯(lián)結(jié)方式下線電壓和相電壓、線電流和相電流的關(guān)系2.會(huì)分析三角形聯(lián)結(jié)方式下線電壓和相電壓、線電流和相電流的關(guān)系教學(xué)重點(diǎn)1.會(huì)分析星形聯(lián)結(jié)方式下線電壓和相電壓、線電流和相電流的關(guān)系2.會(huì)分析三角形聯(lián)結(jié)方式下線電壓和相電壓、線電流和相電流的關(guān)系讀書指導(dǎo)法、分析法、演示法、練習(xí)法。教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)情分析教后記新課A．上節(jié)內(nèi)容回顧B．本節(jié)話題引入日常生活中我們使用的大多數(shù)電器產(chǎn)品像白熾燈、電冰箱等，都使用單相交流電，稱為單相負(fù)載，它接在三相電源的任一相上都能工作。還有一類負(fù)載，它必須接在三相電源上才能正常工作，如三相異步電動(dòng)機(jī)等，這種負(fù)載稱為三相負(fù)載。三相負(fù)載可分為對稱負(fù)載和非對稱負(fù)載，個(gè)負(fù)載的大小和性質(zhì)都相同，阻抗相等叫對稱負(fù)載，否則就叫不對稱負(fù)載。而生產(chǎn)中普遍使用的三相交流異步電動(dòng)機(jī)使用三相交流電，稱為三相負(fù)載。C．新授課三相負(fù)載可分為對稱三相負(fù)載和不對稱三相負(fù)載。各相負(fù)載的大小和性質(zhì)相同，阻抗相等的叫對稱三相負(fù)載，否則就叫不對稱三相負(fù)載，三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)也有星形聯(lián)結(jié)（）與三角形聯(lián)結(jié)（△）兩種。6.2.1三相負(fù)載的星型聯(lián)結(jié)a）原理圖b）電路圖圖6.5三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)若將三相負(fù)載的始端U1、V1、W1分別接在電源的三根相線上，將各相負(fù)載的末端U2、V2、W2聯(lián)結(jié)在一起接中性線，這種連接方式叫做三相負(fù)載的星形（）聯(lián)結(jié)，如圖6.5（a）所示。如圖6.5（b）所示為三相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的電路圖，在圖中，ZU、ZV、ZW為各相負(fù)載的阻抗，每相負(fù)載兩端的電壓為相電壓。如果忽略輸電線上的阻抗，則負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓；三相負(fù)載的線電壓就是電源的線電壓。【提示】目前我國電力電網(wǎng)低壓供電系統(tǒng)中的線電壓為380V，相電壓為220V，常寫作“電源電壓220/380V”。在負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)的三相交流電路中，流過每相負(fù)載的電流稱為相電流，流過每根相線的電流稱為線電流。分別用用IU、IV、IW表示其有效值，參考方向從電源到負(fù)載，如圖6.6b所示。由于每相的負(fù)載都串在相線上，相線和負(fù)載通過的是同一個(gè)電流，所以各相電流等于各線電流，即。對稱三相負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)時(shí)中性線上的電流為零。中性線可以省去，成為星形聯(lián)結(jié)的三相三線制供電線路，如圖6.6所示。如果是不對稱星形負(fù)載的三相電路，必須采用帶中性線的三相四線制供電。通常把中性線接地，使它與大地電位相同，以保障安全。6.2.2、三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)把三相負(fù)載分別接在三相交流電源的每兩根相線之間的連接方法稱為三角形（△）聯(lián)結(jié)，如圖6.7（a）所示。a）原理圖b）電路圖圖6.7三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)如圖6.7（b）所示為三相負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的電路圖。在三角形聯(lián)結(jié)中，由于各相負(fù)載是接在兩根相線之間，因此，負(fù)載的相電壓就是線電壓，即：（6.10