三相交流电源

3.3 .1 三相交流电

一、教学目标

1、了解三相交流电的产生。

2、理解三相正弦量、相序的概念。

3、了解中性线的概念。

二、教学重点、难点分析

重点：

1、三相电路中相电压、线电压的关系。

难点：

同重点。

三、教具

正弦交流电的产生示教模型；三相交流发电机模型；灵敏电流计；交流电压表；三相电路示教板；电池；小灯泡；安培表；伏特表等．电化教学设备。

四、教学方法

演示法、讲授法，多媒体课件。

五、教学过程

Ⅰ.导入

一、复习提问

通过提问讨论的方式共同复习“正弦交流电的产生”过程，以及正弦交流电的重要的参数及表示方法，

提问：

1．在交流电产生的过程中，矩形线圈转到什么位置时线圈中的

电流最大？什么位置电流为零？（线圈平面平行磁感线：中性面）2．两个完全相同的交流发电机，其矩形线圈也以相同的转速匀

速转动，那么这两个发电机所产生的交变电动势有何异同？（交变电

动势的频率、最大值相同；达到最大值的时刻不同）

3．如果把三个相同的矩形线圈固定在同一轴上，并使之在匀强

磁场中转动，这三个线圈是否都产生电动势？为什么？（产生，穿过

每个线圈回路的磁通量都发生变化）

二、引入三相交流电

三相交流电路的优点：

1、三相交流发电机的铁心及电枢磁场较单相发电机利用充分；

2、作为三相交流电负载的三相电动机比单相电机性能好，易维护，

运转时比单相发电机的振动小；

3、理论和实践证明：在输电距离、输送功率、电压相等的条件下，

三相输电是单相输电所用导线量的四分之三；

4、采用三相四线制输电，用户可得两种不同的电压；

5、工农业生产大量使用交流电动机，三相电动机比单相电动机性能

平稳可靠。

II.新课

三相交流电源：简言之，三相交流电源是三个单相交流电源按一定方式的组合，这三个单相交流电源的频率相同、大小相等，相位彼此相差120°。

一、三相交流电动势的产生

1．三相交流电的产生．

利用“提问3”引入新课，出示三相交流模型发电机，简介其构造后，演示三相

1

V

1

W

2图1 三相交流发电机原理示意图

交变电流的产生：将三个灵敏电流计分别接到发电机的三个线圈上，摇动发电机的线圈，三个灵敏电流计都将摆动．归纳实验现象说明：三个线圈均能产生交变电动势（电流计指针来回摆动）．引导学生比较单、三相交流发电机的异同．

（1）单相交流发电机和三相交流发电机

单相发电机：只有一个线圈，产生一个交变电动势。 三相发电机：有三个互成120°的线圈(分别用U 1-U 2，V 1-V 2，W 1-W 2)，产生三个交变电动势（对应三个线圈为e U 、e V 、e W ）每个线圈产生交变电动势的原理跟单相发电机的原理相同。三相交流发电机原理示意图如图1。

（2）三相交变电流的特点

重做三相交变电流产生的演示实验，摇动线圈尽量均匀．让学生仔细观察三个电流计指针摆动的情况，并让学生思考：三个电流计指针摆动情况有何异同？它们所反映的三个交变电动势有何异同？

引导学生分析：三个交变电动势的特点：频率相同、最大值相同、达到最大值的时刻依次落后三分之一周期的形成原因

以e U 为参考正弦量，则三相电动势的瞬时表达式为

)

32sin()32sin(sin π

ωπ

ωω+=-

==t E e t E e t

E e m W m V m U

（式6-1）

（3）三相交变电流的图像

先依据正弦交变电流的图像画出U 相交变电动势的图像，然后让

学生运用之前学习的相位差的知识，在同一坐标系绘出落后T/3和

2T/3

周期的W 相和V 相交变电动势的波形图。

图像直观地表达了三相交变电流各相电动势的异同。

三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值）的先后顺序，叫做相序。

从图2中可以看出，e U 超前达最大值，又超前达最大值，这种U-V-W-U 的顺序叫正序，若相序位U-W-V-U 叫负序。

二、三相四线制电源

在低压供电系统（市电220V ）中常采用三相四线制供电，把三相绕组的末端U 2、V 2、W 2连结成一个公共端点，叫做中性点（零点），用N 表示，如图3所示。从中性点引出的导线叫做中性线（零线），用黑色或白色表示。中性线一般是接地的，又叫做地线。从线圈的首端U 1、V 1、W 1引出的三根导线叫做相线（俗称火线），分别用黄、绿、红三种颜色表示。这种供电系统称作三相四线制，用符号 “Y 0”表示。

1、相电压U P 与线电压U L

各相线与中性线之间的电压叫相电压，分别用表示U U 、U V 、U W

其有效值。

相线与相线之间的电压叫做线电压，其有效值分别用U UV 、U VW 、U WU 表示。

图2 对称三相电动势的波形图和旋转式量图

相电压与线电压参考方向的规定：

相电压的正方向是由首端指向中点N ，例如电压U U 是由首端U1指向中点N ；线电压的方向，如电压U UV 是由首端U1指向首端V1。

2、相电压与线电压之间的关系

三相电源Y 型联结时的电压旋转式量图，如图4所示。三个相电压大小相等，在相位上相差

3

2

。三个相电压互相对称。

端线(火线)

中线(零线)

N

1L 2L 3

图3 三相四线制电源

图4 三相四线制电源电压旋转式量图

故两端线U 和V 之间的线电压应该是两个相应的相电压之差，即

U

W WU W V VW V

U UV u u u u u u u u u -=-=-=

（式6-2）

线电压的大小利用几何关系可求得为

U U UV U U U 330cos 2==

同理可得：

V VW U U 3=

W WU U U 3=

结论：三相电路中线电压的大小是相电压的3倍，其公式为

P L U U 3=

（式6-3）

可以看出线电压U UV 、U VW 、U WU 分别超前相应的相电压U U 、U V 、U W 30°。

三个线电压彼此间相差

3

2π

，线电压也是对称。 我们平常讲的电源电压为220V ，即是指向电压；将电源电压为380V ，既是指线电压。

三．三相电源的三角形联结

三角形联结就是把发电机3个绕组中一个绕组的末端与相邻另一个绕组的始端依次联结，构成一个闭合回路，然后再从3个连接点引出3根导线向外送电。这种供电公司称为三相三线制供电电路。

图5 三相电源的三角形联结

线电压等于相电压， 三个绕组构成一个回路，

,,,UV U VW V WU W L P U U U U U U U U ??====一般表示为

一般来说，三相是称的，其三相对称电动势瞬时值的代数和或有效值的向量和是等于零。V =00

U W U V W e e e E E E ++++=或

III.小结

1、 对称三相电动势有效值相等，频率相同，各相之间的相位差为

3

2π。 2、 三相四线制的相电压和线电压都是对称的。

3、 线电压是相电压的3倍，线电压的相位超前相应的相电压6

π。 IV . 作业 略。

3.3.2 三相负载的连接

一、教学目标

1、掌握三相负载星形的产生。

2、理解三相正弦量、相序的概念。

3、了解中性线的作用。

二、教学重点、难点分析

重点：

负载为Y和△接法的三相对称电路的求解方法。

难点：

三相电路中相电流、线电流的关系。

三、教具

电化教学设备。

四、教学方法

讲授法，多媒体课件。

五、教学过程

Ⅰ.复习提问

复习上一节所学三相电路中相电压、线电压及其之间的关系。

II.新课

三相电路中的三相负载，可分为对称三相负载和不对称三相负载。各相负载的大小和性质完全相同的教对称三相负载；各相负载不同的教不对称三相负载。

在三相电路中，负载有星型（Y型）和三角形（△）两种连接方式

一、三相负载的星型联结

1、连接方式

把各相负载的末端连在一起接到三相电源的中性线上，把各相负载的首端分别接到三相交流电源的三根相线上，这种连接方法叫做三相负载有中性线的星形联结，用Y0表示。如图1所示。

负载星形联结时，其线电压与相电压的关系：

YP L U U =

(式6－4)

式中

U YP ——负载作星形联结时的相电压

2、电路计算

负载作星形联结并具有中性线时，三相交流电路的每一相，就是一个单相交流电路，所以各相电压与电流间数量及相位关系可应用第五章学习的单相交流电路的方法处理。 A ．相电流

P

YP

W V U YP z U I I I I =

===

（式6－5）

各相电流之间的相位差为3

2π。 B ．线电流

三相负载星形联结，每相负载都串在相线上，相线和负载通过同一个

电流，所以各相电流等于各线电流。

图1 三相负载星形联结的电路

YP L I I =

（式6－7） C ．中性线

流过中性线的电流为

W V U N i i i i ++=

对称负载星形联结，其各相相电流大小相等，相位相差3

2π

，作旋转矢量图分析可的，三个相电流的旋转矢量和

0=N I

即三个相电流瞬时值之和为： 0=N i

注意：

1、对称负载作星形联结时， 0=++=W V U N I I I I

中性线电流为零，去掉中性线电路也可正常工作。为此，某些场合常采用三相三线制电路供电，如三相电动机和三相变压器。 2、不对称星形负载的三相电路， 0≠++=W V U N I I I I 。 中性线电流不为零，中性线不可去掉，要为电流提供通路，必须采用带中性线的三相四线制供电。更重要的是要保证每相负载两端的电压等于电源的相电压。

中性线的作用就在于使星形联结的不对称负载的相电压对称。为了保证负载的相电压对称，就不应让中性线断开。因此，中性线内不准接入熔断器和闸刀开关。

二、三相负载的三角形（△）联结 1、连接方式

把三相负载分别接到三相交流电源的每两根相线之间，负载的这种连接方法叫做三角形联结，用符号“△”表示。如图2所示。

三角形联结中，相电压与线电压相等。

L P U U ??=

(式6-8) 2、电路计算 A ．相电流

对称三相电源作用下，对称负载的各相电流也使对称的，

UV

L

WU VW UV z U I I I =

==

各相电流间的相位差仍为3

2π。 B ．线电流

当对称三相负载作三角形联结时，线电流的大小为相电流的3倍，

图2 三相负载作三角形联结

P L I I ??=3

(式6－9)

其相位关系如图3所示 III.例题讲解，巩固练习

略（见教材§6-2例题1、例题2） IV .小结

1、对称负载Y 形联结

在三相四线制电路，线电压U L 是负载相电压U YP 的3倍，即

YP L 3U U =

A ．相电流 各相电流大小相等P

YP

W V U YP z U I I I I =

===，且相位差为3

2π。 B ．线电流

线电流等于相电流。YP L I I =

2、对称负载△形联结

图3 对称三角形负载的电流、电压旋

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 ?P 都等于线电压U L ，即

U ?P = U L

A ．相电流 各相相电流大小相等，即UV

L

WU VW UV z U I I I =

==，且相位差为

3

2π。 B ．线电流 线电流的大小为相电流的3倍，即P L I I ??=3，线电流

滞后对应相电流6

π。 3、中性线的作用。 V . 作业 略。

3.3.3 三相电路的功率

一、教学目标

1、 掌握三相功率的计算。 二、教学重点、难点分析 重点：

对称三相交流电路功率的计算。 难点：

同重点。

三、教具

电化教学设备。

四、教学方法

讲授法，多媒体课件。

五、教学过程 Ⅰ.复习巩固

复习上节知识，通过讲解课后习题，复习“三相负载分别作Y 联结、

△联结时的相电压、相电流、线电压、线电流的关系”。 II.新课

三相交流电路中，每一相负载所消耗的功率，可以应用单相正弦交流

电路中学过的方法计算。

已知各相电压、相电流及功率因数λ（?cos =）的值，则负载消耗总功率

为

W W W V V V U U U I U I U I U P ???cos cos cos ++=

所以，对称三相交流电路中负载所消耗的总功率可以写成

P P P I U P ?cos 3=

(式6－10)

式中 U P ——负载的相电压，单位是伏[特]，符号为V ； I P ——流过负载的相电流，单位是安[培]，符号为A ；

?——相电压与相电流之间的相位差，单位是弧度，符号为rad;

P ——三相负载总的有功功率，单位是瓦[特]，符号为W 。

由上式可知，对称三相电路总有功功率为一相有功功率的三倍。

实际工作中，测量线电压、线电流较为方便，三相电路总功率常用下

式计算

?cos 3L L I U P =

（式6－11）

注意：

1、 对称负载为星形活三角形联结式，线电压是相同的，相电流是不相等

的。三角形联结时的线电流为星形联结时线电流的3倍。

2、 ?仍然是相电压与相电流之间的相位差，而不是线电压与线电流之间

的相位差。也就是说，功率因数是指每相负载的功率因数。 3、 同单相交流电路一样，三相负载中既有耗能元件，又有储能元件。三

相电路的无功功率为

?sin 3L L I U Q =

（式6－12）

视在功率为

L L I U S 3=

（式6－13）

三者间的关系为

22Q P S +=

（式6－14） III.例题讲解，巩固练习

【例题】有一对称三相负载，每相电阻为R = 6 Ω，电抗X = 8 Ω，

三相电源的线电压为U L = 380 V 。求：(1) 负载做星形联结时的功率P Y ；(2) 负载做三角形联结时的功率P ?。

解：每相阻抗均为Ω==108622＋Z ，功率因数 6.0cos ==

=Z

R

?λ (1) 负载做星形联结时：

相电压 V 2203

L YP ==

U U

线电流等于相电流 A 22YP

YP YL ==

=Z

U I I 负载的功率 kW 7.8cos 3YL YL Y ==?I U P

(2) 负载做三角形联结时：

相电压等于线电压 U ?P = U ?L = 380 V ， 相电流 A 38P

L ==

??Z

U I 线电流 I ?L =3I ?P = 66 A 负载的功率 kW 26cos 3L L ==????I U P 为P Y 的3倍。

IV .小结

三相负载的有功功率等于各相功率之和，即

P = P 1 + P 2 + P 3

在对称三相电路中，无论负载是星形联结还是三角形联结，由于各相负载相同、各相电压大小相等、各相电流也相等，所以三相功率为

??cos 3cos 3L L P P I U I U P ==

其中 ? 为对称负载的阻抗角，也是负载相电压与相电流之间的相位差。 V . 作业 略。

3.5 安全用电

一、教学目标

2、了解安全用电常识。

3、掌握常用安全用电措施。

二、教学重点、难点分析

重点：

1、安全用电常识及相关防护措施。

难点：

同重点。

三、教具

电化教学设备。

四、教学方法

讲授法，多媒体课件。

五、教学过程

Ⅰ.复习巩固

复习：我国市电供电电压、频率；三相负载分别作Y联结、△联结时的相电压、线电压等。

随着科学的发展，家用电器大量普及，现代生活已离不开电。但由于人们缺乏对对安全用电知识的了解，电气事故不断发生，给国家、个人带来不可挽回的损失。因此，学习安全用电常识是十分必要的。

II.新课

一、电气事故

1、电流伤害

由于违反操作规程，接近或接触带电体，是电流通过人体发生触电事故，轻者受伤，重者死亡。

实践证明，频率为50～100Hz的电流最危险。若人体通过50mA的工频电流就会有生命危险。当通过人体的电流为30至40mA，电击时间为l～2min，触电者会出现心跳不规律，血压上升，强烈痉挛，知觉消失。当通过人体的电流为40～500mA，电击时间超过0．1s，触电者可能发生心室纤颤，知觉消失，以至死亡。

触电对人体的伤害程度，主要由通过人体的电流来决定。通过人体电流的大小与触电电压大小和人体电阻有关。一般情况下，人体电阻约为800Ω，当皮肤出汗时，电阻还要低。

一般情况下，规定36V以下电压为安全电压。如果在金属架或潮湿的场所工作，那么安全电压等级还要降低，通常为24V或12V。

2、电磁伤害

人体在电磁场的作用下，可吸收辐射能量。当电磁场的强度高到一定数值时，就会对人体组织造成不同程度的伤害。

3、静电伤害

静电有对人有利的一面，也有对人们有害的一面，其主要危害有引起爆炸和火灾，造成电击和影响生产等。因此，在人们不希望有静电而出现静电时，就要采取措施，防止它的产生，或使静电小到一定程度，尽量减少危害。

4、电路故障

在电路故障发生的同时，可能伴有人身事故或其它事故的发生。例如，短路故障可能引起火灾或爆炸，架空线的断落可能造成人身伤亡等。

5、雷电伤害

一次雷电放电电流可达几千安至几百千安，持续时间可达30μs～50μs，具有相等大的破坏力。

二、触电方式

触电方式指电流流过人体时对人体产生的生理和病理伤害。 发生触电的原因很多，常见触电方式有单相触电和两相触电。

1、单相触电

当人的一只手接触到一相带电体时，就会发生单相触电，此类触电事

故约占总触电事故的75%以上。当低压电网中性点接地时，作用于人体的电压达220V ，触电示意图 1。

2、两相触电

如图2所示，当人的两只手同时接触两相带电的导线时，不论低压电

网的中性点是否接地，都会发生两相触电事故。此时作用于人体的电压达380V 。 3、跨步电压触电

如图3所示，当带电的电线断落在地面上（或接地点通过导体时），

地表面上即呈现电位，电位随接地点距离而下降，但人或耕畜的脚与脚之间同时踩在带有不同电位的地表面两点时，会引起跨步电压触电，其最大值可达160V 。发生这种触电事故的次数虽然不很多，

但因此类触电而电死

图1 单相触电

图2 两相触电

耕畜的事故常有发生，人们遇到这种危险场合，应立刻合拢双脚跳出接地点20m之外，这就可以保障人身安全。

4、接触电压触电

如图4所示，虽然电气设备安装了接地保护装置，但是，由于接地装置布置不合理，造成电位分布不均匀而形成一个电位分布区域，在此区域内，人体与带电设备的外壳相接触时，便会发生接触电压触电。接触电压等于相电压减去人体站立地面电压。人体站立点离接地点越近，则接触电压越小，反之就越大。当站工点距离接地点20m以外，此时地面电压趋于零，最大接触电压等于电气设备的对地电压，即220V。

三、常用的安全用电防护措施

为防止发生触电事故，除注意相线必须进开关，导线与熔体选择合理外，还必须采取以下防护措施。

1、正确安装使用用电设备。

2、电气设备的保护接地。

3、电气设备的保护接零。

4、采用各种安全保护用具。

III.提问重复重点，巩固练习

略。

IV.小结

1、常见电气事故。

2、常见触电方式及紧急处理方法。

3、常用的安全用电防护措施。

V. 作业

略。

11 三相交流电源

三相交流电源学案 【学习目标】编者： 1、理解三相交流电源的感念以及特点？ 2、掌握三相交流电动势的产生及三种表示方法如何表示？ 3、掌握并会连接三相电源的星型连接？会绘制三相电源的星型连接矢量图并找到线电压与相电压的相位关 系？ 【学习重点】 1、理解三相交流电源的感念以及特点？ 2、掌握并会连接三相电源的星型连接？会绘制三相电源的星型连接矢量图并找到线电压与相电压的相位关 系？ 【学习难点】 1、掌握并会连接三相电源的星型连接？会绘制三相电源的星型连接矢量图并找到线电压与相电压的相位关 系？ 【学习过程】 一、自主预习 1、什么是三相交流电源？ 2、三相交流电源是如何产生的？交流电动机是如何组成的？ 3、三相交流电源的表示方法有哪些？并如何表示三相交流电源？ 4、三相电动势的相序？什么叫正序？三相对称电动势代数和为？ 5、星型联结的概念？中性点或零点、中性线或零线、相线或端线（火线）的概念？（各名称的符号） 6、相电压、线电压、三相三线制、三相四线制的概念？教师同步导学案学生笔记及反思

二、新知学习 1、三相电源星形联结线电压与相电压的向量图绘制？ 2、三相电源星形联结线电压与相电压的相位关系？ 三、课堂达标训练 1、三相交流电电源是三个单项电源按一定方式进行组合，这三个单相交流电电源的_________、______、________。 2、三相四线制是由_________和_________所组成的供电体系，其中相电压是指_________间的电压；线电压是指_________间的电压，且UL=_________UP。 3、若对称的三相交流电压u1=2202sin（wt-600）V，则u2=_______V，u3=_______V，u12=_______V。 4、目前我国低压三相四线制供电线路供给用户的线电压是_______V，相电压是__________V。 5、三相对称电动势正确的说法是（） A、它们同时达到最大值 B、它们达到最大值的时间依次落后1/3周期 C、它们的周期相同，相位也相同 D、它们因为空间位置不同，所以最大值也不同 6、在三相对称电动势，若e1的有效值为100V，初相为0，角频率为W，则e2、e3可分别表示为（） A、e2=100sinwtV，e3=100sinwtV B、e2=100sin（wt-120°）V，e3=100sin（wt+130°）V C、e2=102sin（wt-120°）V，e3=1002sin（wt+120°）V D、e2=1002sin（wt+120°）V，e3=1002sin（wt-120°）V 7、三相动力供电线路的电压是380V，则任意两根相线之间的电压称为（） A、相电压，有效值是380V B、线电压，有效值为220V C、线电压，有效值为380V D、相电压，有效值为220V 8、已知某三相电源的相电压是6KV，如果绕组接成星形，它的线电压是多大？如果已知u1=Umsinwt，写出所有的相电压和线电 压的解析式？ 四、课后反思教师同步导学案学生笔记及反思

三相交流电路工作原理介绍

三相交流电路工作原理介绍 由三相交流电源供电的电路。简称三相电路。三相交流电源是指能够提供 3 个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，其中最常用的是三相交流发电机。1891 年世界上第一台三相交流发电机在德国劳芬发电厂投运，并建成了第一条从劳芬到法兰克福的三相交流输电线路。由于三相电路输送电力比单相电 路经济，三相交流电机的运行性能和效率也远较单相交流电机为优，因此目前 世界上电力系统和动力用电都几乎无例外地采用三相制。三相交流电源三相发电机有3 个绕组。它们构成对称的三相电源，其中每一个电源称为一相。各相电压的瞬时值分别为 它们有相同的振幅Um 和频率，而三者的相位却互差120°电角度(即1/3 周期)。三相电压的相量分别为 式中Up 是相电压U 的有效值(Up=Um/)。相电压的瞬时值和相量可分别用波形图（图1a）和相量图（图1b）表示。 三相交流电路三相电源中各相电压超前或滞后的排列次序称为相序。若 a 相电压超前 b 相电压,b 相电压又超前 c 相电压,这样的相序是abc 相序,称为正序；反之,若是cba 相序，则称为负序（又称逆序）。三相电动机在正序电压供 电时正转，改成负序电压供电则反转。因此，使用三相电源时必须注意它的相序。但是，许多需要正反转的生产设备可利用改变相序来实现三相电动机正反 转控制。三相电源连接方式通常有两种方式：一种是星形连接（Y 形），另一种称为三角形连接（△形）。从3 个电源的始端a、b、c 引出的3 条导线称为端线(俗称火线)。任意两根端线之间的电压ab、bc、ca 称为线电压。两种不同连接方式的接线图，线电压和相电压的相量图如图2 图3 所示，线电压与相

三相电路两种连接方式解析

三相电路两种连接方式解析 在三相电路中，三相电源及三相负载都有两种连接方式：星形连接和三角形连接。 8.2.1 星形连接 在图8.3所示的三相电路中，三相电压源及三相负载都是星形连接的。各相电压源的负 极性端连接在一起，称为三根电源的中点或零点，用N表示。各相电压源的正极性端A、B C引出，以便与负载相连。这就是星形连接方式，或称Y形连接方式。三相负载Z A、Z B、Z C 也是星形连接的。各相负载的一端连接在一起，称为负载的中点或零点，用N'表示。各相 负载的另一端A、B'、C'引出后与电源连接。电源与负载相应各相的连接线AA、BB、CC 称为端线。电源中点与负载中点的连线NN称为中线或零线。具有三根端线及一根中线的三 相电路称为三相四线制电路；如果只接三根端线而不接中线，则称为三相三线制电路。 g V AB g V AN 2{ a V AN .3 g 30°V AN g V BC g V BN 2 g a V BN.3 g 30°V BN g V CA g V CN 2 g a V CN.3 g 30O V CN (8.6) g g 电压，V A'N'、V B'N'、 g V C'N'为负载相电压。端线之间的电压称为 g g 线电压。例如V AB、V BC、 g g g V CA是电源的线电压，V AB'、V B'C g V C'A'是负载的线电压。流过电源或负载各相的电流称 为相电流。流过各端线的电流称为当 电源或负载为星形连接时，电压为 线电流，流过中线的电流称为中线电流。 线电压等于两个相应的相电压之差，例如在电源侧, 各线 如果相电压是三项对称的，即 为 g V AB g V AN g V BN g V BC g V BN g V CN g V CA g V CN g V AN g V BN 2 g g a V AN，V CN 2 i a g V BN， 在三相电路中，电源或负载各相的电压称为相电压。例如V AN、V BN、V CN为电源相 (8.5) g 2 g V AN a V CN则式(8.5)成

第四章 三相电路试题及答案

第四章 三相电路 一、填空题 1．三个电动势的＿＿＿相等，＿＿＿相同，＿＿＿互差120°，就称为对称三相电动势。 2．对称三相正弦量（包括对称三相电动势，对称三相电压、对称三相电流）的瞬时值之和等于＿＿＿。 3．三相电压到达振幅值（或零值）的先后次序称为＿＿＿。 4．三相电压的相序为U-V-W 的称为＿＿＿相序，工程上通用的相序指＿＿＿相序。 5．对称三相电源，设V 相的相电压U V =220?∠90V ，则U 相电压U U =＿＿＿,W 相电压U W =＿＿＿。 6．对称三相电源，设U 相电压为U U =2202sin314tV,则V 相电压电压为U V =＿＿＿，W 相电压为U W =＿＿＿。 7．三相电路中，对称三相电源一般联结成星形或＿＿＿两种特定的方式。 8．三相四线制供电系统中可以获得两种电压，即＿＿＿和＿＿＿。 9．三相电源端线间的电压叫＿＿＿，电源每相绕组两端的电压称为电源的＿＿＿。 10．在三相电源中，流过端线的电流称为＿＿＿，流过电源每相的电流称为＿＿＿。 11．流过三相发电机每相绕组内的电流叫电源的＿＿＿电流，它的参考方向为自绕组的相尾指向绕组的＿＿＿。 12．对称三相电源为星形联结，端线与中性线之间的电压叫＿＿＿。 13．对称三相电源为星形联结，线电压U UV 与相电压U U 之间的关系表达式为＿＿＿。 14．对称三相电源为三角形联结，线电流I U 与相电流I UV 之间的关系表达式为＿＿＿。 15．有一台三相发电机，其三相绕组接成星形时，测得各线电压均为380V ，则当其改接成三角形时，各线电压的值为＿＿＿。 16．在图5-1中，U U =220∠0°V ，U V =220∠-120°V ，U W =220∠120°V ，则各电压表读数为V 1=＿＿＿，V 2=＿＿＿，V 3=＿＿＿，V 4=＿＿＿。 Z U V1 + --+W U U U - + V U W Y X V a) Z U V2 - + -+W U U U - + V U W Y U V b) 3 V + U X Y Z -- + - + U U V U W U V W c)

三相电路两种连接方式解析

三相电路两种连接方式解析 在三相电路中，三相电源及三相负载都有两种连接方式：星形连接和三角形连接。 8.2.1 星形连接 在图8.3所示的三相电路中，三相电压源及三相负载都是星形连接的。各相电压源的负极性端连接在一起，称为三根电源的中点或零点，用N 表示。各相电压源的正极性端A 、B 、C 引出，以便与负载相连。这就是星形连接方式，或称Y 形连接方式。三相负载Z A 、Z B 、Z C 也是星形连接的。各相负载的一端连接在一起，称为负载的中点或零点，用N ’表示。各相负载的另一端A ’、B ’、C ’引出后与电源连接。电源与负载相应各相的连接线AA ’、BB ’、CC ’称为端线。电源中点与负载中点的连线NN ’称为中线或零线。具有三根端线及一根中线的三相电路称为三相四线制电路；如果只接三根端线而不接中线，则称为三相三线制电路。 N -+-B I C I A E B E C E B - --+ + -+’ C ’ AN V BN V 图8.3 电源与负载均为星形连接的三相电路 在三相电路中，电源或负载各相的电压称为相电压。例如AN V g 、BN V g 、CN V g 为电源相电压，'' A N V g 、'' B N V g 、'' C N V g 为负载相电压。端线之间的电压称为线电压。例如AB V g 、BC V g 、 CA V g 是电源的线电压，'' A B V g 、'' B C V g 、''C A V g 是负载的线电压。流过电源或负载各相的电流称 为相电流。流过各端线的电流称为线电流，流过中线的电流称为中线电流。 当电源或负载为星形连接时，线电压等于两个相应的相电压之差，例如在电源侧，各线电压为 AB AN BN BC BN CN CA CN AN V V V V V V V V V g g g g g g g g g (8.5) 如果相电压是三项对称的，即2 BN AN V a V g g ，2 CN BN V a V g g ，2 AN CN V a V g g 则式(8.5)成为 222330330330AB AN AN AN BC BN BN BN CA CN CN CN V V a V V V V a V V V V a V V g g g g o g g g g o g g g g o (8.6) 线电压与相电压的相量图如图8.4a 或图8.4b 所示。由于在复平面上相量可以平移，所以这

三相交流电源试题

三相交流电试题 一、填空题 1、对称的三相电源是由三个（）、（）、（）的正弦电源，连接组成的供电系统。 2、通常可把三相电源连接成（）、（）两种形式。 3、若将电源定子绕组末端连在一起，分别由三个始端引出三条输电线，称为星形连接。这三条线称为（），末端连接点称中性点，从中性点引出的导线称为（）。 4、三相电源连接成星形连接每相上的电压由始端指向末端，叫（）；端 线与端线之间的电压叫（）。 5、三相电源三相绕组一相的末端与另一相的始端依次连接成三角形，从连接点引出三条相线供电称为三角形连接。三角形连接中( ）有效值等于（）有效值。 6、三相电源的相序有（）和（）之分。 分别为（）和（）。 7. 三相电源相线与中性线之间的电压称为（）。 8. 三相电源相线与相线之间的电压称为（）。 9.有中线的三相供电方式称为（）。 10.无中线的三相供电方式称为（）。 11.在三相四线制的照明电路中，相电压是（），线电压是（）。 12.在三相四线制电源中，线电压等于相电压的倍（），相位比相电压（）。 13.三相四线制电源中，线电流与相电流（）。 14.对称三相电路Y形连接，若相电压为()ο ω60 sin 220- =t u A V，则线电压（）V。 15.中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的（）对称。 16.在三相四线制供电线路中，中线上不许接（）、（）。 17、在三相正序电源中，若A相电压u A初相角为45o，则线电压u AB的初相角为（）。 18在三相正序电源中，若B相电压u B初相角为-90o，则线电压u AB的初相角为（）。 19、当三相对称负载的额定电压等于三相电源的线电压时，则应将负载接成 （）。 20．当三相对称负载的额定电压等于三相电源的相电压时，则应将负载接成 （）。 21、如果对称三相交流电源的U相电动势eu=Em sin (314t+300)V，那么其余两相电动势分别为ev= （）V，ew =（） V。 22、由三根（）线和一根（）线所组成的供电线路，称为三相四线制电网。三相电动势到达最大值的先后次序称为（）。 二、判断题 1、对称的三相电源是由振幅相同、初相依次相差1200 的正弦电源，连接组成的供电系统。（） 2、三相电源三角形连接中线电压有效值等于相电压有效值。（） 3、任意瞬间对称的三相电源的电压之和不为零。（） 4、一个三相四线制供电线路中，若相电压为220 V，则电路线电压为 311 V。 ( ) 5、两根相线之间的电压叫相电压。 ( )

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：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

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=E m sin(ωt)

三相交流电源与单相交流电源的区别

三相交流电源与单相交流电源的区别 （电工基础知识培训答疑之一） 石如东2015年7月3日 1】三相交流电源：对称三相交流电俗称三相电，是由三个相位差120°、按正弦变化、最大值相等，频率相同的交流电势组成，其波形图和向量图如图一所示 图一三相交流电源波形图和向量图 三相交流电又称为动力电，具有2个电压值，即380V和220V，通常用于工业用电。在某些场合使用660V三相交流电。 2】单相交流电源：成周期性正弦变化的交流电势，其波形图如图二所示。由波形图中可以看出，单相交流电就是三相交流电中的一相电势，因此单相交流电可以从三相交流电中获得。 单相交流电又称为民用电，其电压值为220V，即家庭用电。有些国家或地区使用110V的交流电作为民用电，如日本等国。 u ωt T 图二单相交流电源波形图

3】把单相交流电称作“两相电”是错误的。在电工基础知识中，所谓“相”是指电源的输出端线，端线与中线之间的电压称为“相电压”，其值为220V。任意两相之间的电压称为“线电压”，其值为380V。可见“两相电”不能作为单相电的称呼。 4】某些特殊情况下，取用三相交流电源中的2相作为供电电源，此时可以称为两相电，电压值为380V。 5】三相交流电是由三个单向交流电组合而成，对比图一和图二的曲线可以清晰的看出这个关系。 6】无论是三相交流电还是单相交流电，我们通常说的电压值都是有效值，如380V、220V、110V等。 7】有效值与最大值的关系。有效值≠峰值，峰值电压定义：电压从零电压到最高点的电压，即电压最大值。 峰值是正弦交流电三要素之一。（正弦交流电三个要素：最大值（峰值）、周期（频率f、角频率ω）和相位（初相位）。） 正弦交流电峰值Um=√2×U 式中U=有效值 例：220V市电(单相交流电)的峰值是多少？三相交流电380V的峰值是多少？ 220V：Um=1.414×220=311V 380V：Um=1.414×380=537V 如果按照标准规定的电压允许10%的上限值计算：220V最大值将达到242V；380V最大值将达到575V。这些情况往往在夜晚12点以后用电低峰期时出现。这也是我们经常在平开关上看到额定电压250V的原因。

对称三相电流特点

1. 对称的三相交流电路有何特点? 答：对称的三相交流电路中，相电势、线电势、线电压、相电压、线电流、相电流的大小分别相等，相位互差120度，三相各类量的向量和、瞬时值之和均为零。 三相绕组及输电线的各相阻抗大小和性质均相同。 在星形接线中，相电流和线电流大小、相位均相同。线电压等于相电压的√3倍，并超前于有关的相电压30?度。 在三角形接线中，相电压和线电压大小、相位均相同。线电流等于相电流的√3倍，并滞后于有关的相电流30度。 三相总的电功率等于一相电功率的3倍且等于线电压和线电流有效值乘积的√3倍，不论是星形接线或三角形接线。 2.什么叫串联谐振、并联谐振，各有何特点? 答：在电阻、电感和电容的串联电路中，出现电路的端电压和电路总电流同相位的现象，叫做串联谐振。 串联谐振的特点是：电路呈纯电阻性，端电压和总电流同相，此时阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。 在电力工程上，由于串联谐振会出现过电压、大电流，以致损坏电气设备，所以要避免串联谐振。 在电感线圈与电容器并联的电路中，出现并联电路的端电压与电路总电流同相位的现象，叫做并联谐振。 并联谐振电路总阻抗最大，因而电路总电流变得最小，但对每一支路而言，其电流都可能比总电流大得多，因此电流谐振又称电流谐振。 并联谐振不会产生危及设备安全的谐振过电压，但每一支路会产生过电流。 3.导体电阻与温度有什么关系? 答：导体电阻值的大小不但与导体的材料以及它本身的几何尺寸有关，而且还与导体的温度有关。一般金属导体的电阻值，随温度的升高而增大。 4. 什么是相电流、相电压和线电流、线电压? 答：由三相绕组连接的电路中，每个绕组的始端与末端之间的电压叫相电压。各绕组始端或末端之间的电压叫线电压。各相负荷中的电流叫相电流。各断线中流过的电流叫线电流。 5.三相对称电路的功率如何计算? 答：三相对称电路，不论负载接成星形还是三角形，计算功率的公式完全相同： 有功功率：P=?U线*I线*COSΦ； 无功功率：P=?U线*I线*COSΦ； 视在功率：P=?U线*I线。 6.什么叫集肤效应? 答：在交流电通过导体时，导体截面上各处电流分布不均匀，导体中心处密度最小，越靠近导体的表面密度越大，这种趋向于沿导体表面的电流分布现象称为集肤效应。

三相负载的连接方式

技工院校文化理论课教案（首页）（代号A-3）

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组织教学（5分钟） 1、教具准备及整理 2、对学生考勤 复习、引入新课（5分钟） （回答法） 提问学生：1、什么是三相四线制，什么是三相五线制？ 2、如何改变电机转向？ 讲授新课（60分钟） §4-2 三相负载的连接方式 各相负载相同的三相负载称为对称三相负载，如三相电动机、三相变压机、三相电阻炉等。 各相负载不同的三相负载称为不对称三相负载，如三相照明电路中的负载。 两台三相异步电动机的铭牌 要求星型接法要求三角形接法 一、三相负载的星形连接 1、三相负载的星形连接 三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之间的接法称为三相负载的星形连接（常用“Y”标记）。 三相负载的星形连接电流相量图 2、相电压、线电压、线电流、相电流 负载两端的电压称为负载的相电压。 在忽略输电线上的电压降时，负载的相电压就等于电源的相电压，电源的线电压为负载相电压的3倍，

2、相电压、线电压、线电流、相电流 在三角形连接中，负载的相电压和电源的线电压大小相等，即U △P = U L 。 三相负载接到电源中，是作三角形还是星形连接，要根据负载的额定电压而定。 线电流和相电流的关系为 L P 3I I =△△ 从电流相量图可以看出，线电流总是滞后于相应的相电流30o 已知加在星形连接的三相异步电动机上的对称电源线电压为380V ，每相电阻为6Ω，感抗为8Ω，求流入电动机每相绕组的相电流及各线电流。将电动机三相绕组改为三角形连接后，接入电源，其他条件不变。试求各相电流、线电流的大小，并与星形连接时作比较。 解：22226810Z R X = +=+=Ω 在三角形连接中，负载的相电压等于电源的线电压，因而 3803810 U I A Z ?? ===相相 366I I A ??=≈线相 相应的相电流、线电流的比值： 38322Y I I ?=≈相相 66 322 Y I I ?==线线 即：电动机三相绕组接成三角形时的相电流是接成星形时相电流的 倍；接成三角形时的线电流是接成星形时线电流的3倍。 3、三角形连接的特点 各相负载相电压等于电源线电压；三根相线的线电流相等，三相负载的相电流相等。 各相负载相电压均等于电源线电压，三根相线的线电流不相等，三相负载的相电流不相等。 三、三相负载的功率 在三相交流电源中，三相负载消耗的总功率为各相负载消耗的功率之和，即

三相电源的连结方法

三相电源的连结方法 星形接法 一、基本简介 把三相电源三个绕组的末端、XY、Z连按在一起，成为一公共点O，从始端A、B、C引出三条端线，这种接法称为“星形接法”又称“Y形接法”。三相电源是由频率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三个正弦电源以一定方式连接向外供电的系统。三相电源的联接方式有Y形和△形两种。 三相电的星形接法 是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电的三个相线。可以将中点（称为中性点）引出作为中性线，形成三相四线制。也可不引出，形成三相三线制。当然，无论是否有中性线，都可以添加地线，分别成为三相五线制或三相四线制。 [编辑本段] 二、常用的接法 对称三相四线Y－Y系统是常见常用的系统，有三条火线、一条中线。星形接法的三相电，线电压是相电压的根号3倍，而线电流等于相电流。当三相负载平衡时，即使连接中性线，其上也没有电流流过。三相负载不平衡时，应当连接中性线，否则各相负载将分压不等。 星形接法主要应用在高压大型或中型容量的电动机中，定子绕组只引出三根线。对于星形接法，各相负载平衡，则任何时刻流经三相的电流矢量和等于零。 星形(Y)接法和三角形(△)接法关系密切，其负载相电压、相电流与对称三相线电压、线电流关系如下： 星形(Y)接法： I线＝I相，U线＝√3×U相， P相＝U相×I相， P＝3P相＝√3×U线×I相=√3×U线×I线； 三角(△)接法： I线＝√3×I相，U线＝U相， P相＝I相×U相，

P＝3P相＝√3×I线×U相=√3×I线×U线。 说明：三角(△)联接，Iab=Ia向量+Ib向量=(Ia+Ib)×cos30°=2Ia×√3/2=√3×Ia，线电流是相电流的根号三倍。 另一个重要的应用是电阻的星形联接。 电阻若构成星—三角式(Y —△)联接，则不能用串、并联公式进行等效化简，但它们之间可以用互换等效公式进行等效变换：（1、2、3是节点，R12表示1、2 节点之间的电阻，是三角形联接的电阻。） 星(Y)到三角(△)： R12＝R1+R2+R1R2/R3，规律：(ab)=a+b+ab/c ……再加上R R13＝R1+R3+R1R3/R2， R23＝R2+R3+R2R3/R1。 三角(△)到星(Y)： R1＝R12R13/(R12+R13+R23)，规律：(a)=ab×ac/(ab+ac+cb)……再加上R R2＝R12R23/(R12+R13+R23)， R3＝R13R23/(R12+R13+R23)。 三相电在电源端(或称变压器)和负载端均有星形和三角形两种接法。 三相电的星形接法是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电的三个相线。对于星形接法，可以将中点（称为中性点）引出作为中性线，形成三相四线制。也可不引出，形成三相三线制。当然，无论是否有中性线，都可以添加地线，分别成为三相五线制或三相四线制。

三相电练习题

三相电练习题 1.由三个频率相同.振幅相同，但相位彼此相差120°的电压源可构成三相交流 电源。（ ） 2.对称三相交流电路，下列说法正确的是（ ） A.三相交流电路各相之间相位差为2T/3 B.三相交流电路各相之间周期相差2/3T C.三相交流电路之间频率之差2F/3 D.以上都不对 3.我国发电厂发出交流电的频率都是50Hz ，该频率习惯上称为（） （容易） A.工频 B.频率 C.周期 4.三相对称电动势任一瞬间的代数和为零。 ( ) 5.三相负载作Y 形连接时，总有P l U U 3 关系成立。（ ） 6.三相用电器正常工作时，加在各相上的端电压等于电源线电压。（ ） 7.三相对称负载作三角形联接时，线电流是相电流的3倍。（ ） 8.图示三相对称电路中，三相交流电源的相电压U ps 为220V ，Z ＝38 ， 则负载的相电流 I PL 为10A 。（ ） 9.对称三相交流电任一瞬时值之和恒等于零，有效值之和恒等于零。 （ ） 10. 三相电源作Y 接时，由各相首端向外引出的输电线俗称火线，由各相尾端 公共点向外引出的输电线俗称零线，这种供电方式称为三相四线制。（ ） 11.对称三相Y 接电路中，线电压超前与其相对应的相电压30°电角。 （ ） 12.人无论在何种场合，只要所接触电压为36V 以下，就是安全的。 （ ） 13.在我国三相四线制中，任意两根相线之间的电压为（ ）

A.相电压，有效值为380V B.线电压，有效值为220V C.线电压，有效值为380V D.相电压，有效值为220V 14.在我国三相四线制中，任意一根相线与零线之间的电压为（） A.相电压，有效值为380V B.线电压，有效值为220V C.线电压，有效值为380V D.相电压，有效值为220V 15.三相对称负载是指三相负载的( )。 A．阻抗值相等 B．阻抗角相同 C．阻抗值相等且阻抗角相同 D．阻抗值相等且阻抗角的绝对值也相等 16.三相电路中，下列结论正确的是（） A．负载作星形联接时，必须有中线 B．负载作三角形联接时，线电流必为相电流的3倍 C．负载作星形联接时，线电压必为相电压的3倍 D．负载作星形联接时，线电流等于相电流 17.三相动力供电线路的电压是380v，则任意两根相线之间的电压称为（） A.相电压，有效值为380V B.线电压，有效值为220V C.线电压，有效值为380V D.相电压，有效值为220V 18.钳形电流表的主要特点是（）。 A.准确度高 B.灵敏度高 C.功率损耗小 D.不必切断电路可以测量电流 19.已知三相电源线电压U =380V，星形联接的对称负载Z＝(6+j8)Ω。则线电流 AB 为（）安。 A. 22 B.223 C.38A D. 383 20.三相四线制中，线电压是相电压的（）倍 A．3 B. 1/3 C. 3 D. 3/3 21.为确保用电安全，日常生活用电的供电系统，采用的供电方式( )。A．是三相三线制星形 B．是三相三线制三角形 C．是三相四线制星形 D．可以是三相三线制星形，也可以是三相四线制星形

三相交流电路 复习题 答案.

第4章 三相电路 复习练习题 一、填空题 1. 三相对称电压就是三个频率 相同 、幅值 相等 、相位互差 120° 的三相交流电压。 2. 三相电源相线与中性线之间的电压称为 相电压 。 3. 三相电源相线与相线之间的电压称为 线电压 。 4.有中线的三相供电方式称为 三相四线制 。 5.无中线的三相供电方式称为 三相三线制 。 6.在三相四线制的照明电路中，相电压是 220 V ，线电压是 380 V 。（220、380） 7.在三相四线制电源中，线电压等于相电压的倍 3 ，相位比相电压 超前30o 。 8.三相四线制电源中，线电流与相电流 相等 。 9. 三相对称负载三角形电路中，线电压与相电压 相等 。 10.三相对称负载三角形电路中，线电流大小为相电流大小的 3 倍、线电流比相应的相电流 滞后30o 。 11.在三相对称负载三角形连接的电路中，线电压为220V ，每相电阻均为110Ω，则相电流I P =___ __2A___，线电流I L =___ 23A __。 12.对称三相电路Y 形连接，若相电压为() οω60sin 220-=t u A V ，则线电压 =AB u () ο-ω30t 380sin V 。 13.在对称三相电路中，已知电源线电压有效值为380V ，若负载作星形联接，负载相电压为__220V__；若负载作三角形联接，负载相电压为__380V__。 14. 对称三相电路的有功功率?cos 3l l I U P =，其中φ角为 相电压 与 相电流 的夹角。 二、选择题 1．下列结论中错误的是____。 A A.当负载作Y 联接时，必须有中线。 B.当三相负载越接近对称时，中线电流就越小。 C.当负载作Y 联接时，线电流必等于相电流。 2．下列结论中错误的是____。A A.当负载作△联接时，线电流为相电流的3倍。 B.当三相负载越接近对称时，中线电流就越小。 C.当负载作Y 联接时，线电流必等于相电流。 3．下列结论中正确的是____。 A A. 当三相负载越接近对称时，中线电流就越小。

对称三相电源

4.1 《三相交流电路的基本概念》导学案 【学习目标】1.熟悉三相交流电源、三相四线制、三相三线制电路的基本概念。 2.掌握三相交流电源的星形联结和三角形联结的特点。 【重点】三相交流电源的星形联结和三角形联结的特点。 【难点】三相交流电源的三角形联结的特点。 【自主探究】 一、三相电动势 1．单相电动势的产生：如图4-1所示，在两磁极中间，放一个线圈（绕组）。让线圈以ω的速度顺时针旋转。根据________定则可知，线圈中产生感应电动势，其方向由U 1→U 2。 合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势为 =)(2t e UIU _______________ 2．三单相电动势的产生：如图4-2所示，若定子中放三个线圈(绕组)：U 1 → U 2，V 1 →V 2， W 1 →W 2，由____________指向___________，三线圈空间位置各差120o ，转子装有磁极并以 ω 的速度旋转，则在三个线圈中便产生三个单相电动势。 【合作探究】 二、三相对称电源 1．供给三相电动势的电源称为三相电源，三个最大值_______， 角频率相同而初相位互差___________时的三相电源则称为对称三 相电源。如图4-3所示，他们的参考方向是始端为正极性，末端为 负极性。 2．三相电源的表示式 请写出三相电源的瞬时表达式： 3．相量表示式及相量图、波形图，如图4-4、4-5所示。 图4-1 图4-2 图4-3

?∠=?-∠=?∠=1201200U U U U U U W V U ，， 4．三相电源的特征：______________，______________，______________。对称三相 电源的三个相电压瞬时值之和为零，即0)()()(=++t u t u t u W v U 0,=++W V U U U U 5．相序：对称三相电压到达正（负）最大值的先后次序，_____________为顺序，___________为逆序。本章若无特殊说明，三相电源的相序均为顺序。 三、三相电源的星形联接 1．基本概念： （1）三相电源的星形联接：将对称三相电源的三个绕组的____________________联在一起，相头（首端）U1、V1、W1引出作输出线，这种联接称为三相电源的星形联接，如图4-6所示。 （2）中性线：联接在一起的U2、V2、W2点称为三相电源的中性点，用N 表示，当中性点接地时称为__________。从___________引出的线称为中性线，当_________接地时称为 图4-4 图4-5 图4-6

三相电源

1、三相电源输送的配线方法。 三相四线制是指有A、B、C、N，其中，N线是中线，也叫零线。N线是为了从380V 相间电压中获得220V线间电压而设的，有的场合也可以用来进行零序电流检测，以便进行三相供电平衡的监控。 A线用黄色，B线用蓝色，C线用红色，N线用褐色，PE线用黄绿色。 2、单相三线三相四线三相五线三者有什么区别？ 答:单相就是220V 电压 三相就是380V 电压 单相双线----------1根火线1根零线 单相三线----------1根火线1根零线+1根地线 三相四线----------3根相线1根零线 三相五线----------3根相线1根零线+1根地线 补充:三相就是有三根线带电单像:就是有一跟线带电. 再通俗点:三相就是三跟线每一根都是220V电压单相就是只有一根220V电压 3、单相也就是220V家用电路不用多说，上面说的都很对； 三相就是工厂电路也可称工程电路，它根据场合需要有3线，4线和5线几种方式： 三线----------3根火线（没有零线N和接地线PE） 四线----------3根火线+1根零线N （TN-C系统） 五线----------3根火线+1根零线N+1根接地线PE （TN-S系统） TN 方式供电系统这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用 TN 表示。它的特点如下。 1 ）一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是 TT 系统的 5.3 倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。 2 ） TN 系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比 TT 系统优点多。 TN 方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为 TN-C 和 TN-S 等两种。 （ 3 ） TN-C 方式供电系统它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用 NPE 表示 （ 4 ） TN-S 方式供电系统它是把工作零线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供电系统，称作 TN-S 供电系统， TN-S 供电系统的特点如下。 1 ）系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。PE 线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE 上，安全可靠。 2 ）工作零线只用作单相照明负载回路。 3 ）专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关。 4 ）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而 PE 线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。

对称三相电路的计算

§7.2 对称三相电路的计算 如图7-6（a ）所示，其中l Z 为输电线阻抗，N Z 为中性线阻抗，N 和'N 为中性点，负载阻抗Z Z Z Z C B A ===。对于这类电路，一般用节点电压法进行分析，以N 参考节点，有 )(1)31('C B A l N N l N U U U Z Z U Z Z Z +++=++ 又因为0=++C B A U U U ，所以0'=N N U ，各相电源和负载的相电流等于线电流，即 l A l N N A A Z Z U Z Z U U I +=+-= ' A l B B I a Z Z U I 2=+= A l C C I a Z Z U I =+= 由此可见，各线（相）电流独立，0'=N N U 是各线（相）电流独立，彼此无关的充要 条件，因此，对称的Y Y -电路可以拆分为三个独立的单相电路，根据三相电源、三相负载和三相输电线路的对称性，分析计算三相中任意一相，而将其他两线(相)可以根据相序关系依次写出，这时对称三相电路可归结为一相的计算方法。如图7-7所示为一相计算电路(A 相)。注意，在一相计算电路中，联接N 、N '的关系线是0'=N N U 的等效线，与中性线阻 抗N Z 无关，此外，中性线的电流为 0=++=C B A N I I I I N ' 图7-7 一相计算电路 分析表明，对称的00Y Y -电路在理论上不需要中性线，可以移去，而在任一时刻, A i 、B i 、C i 中至少有一个为负值，对应此负值电流的输电线则作为对称电路系统在该时刻的电流回路。

§7.3 不对称三相电路的概念 不对称三相电路主要有两种可能情况：第一，三相电源的大小或角度不相等而使相位有差异；第二，负载阻抗不相等。在实际电力系统中，三相电源一般都是对称的，而三相负载的不对称是主要的、经常的。例如。各相负载分配不均匀、电路系统发生不对称故障（如短路或断线）等都将引起不对称。下面将主要研究三相电源对称而三相负载不对称的三相电路。 图7-10 不对称三相电路 图7-10所示电路中，开关S 断开（不连中性线）时，由于A Z 、B Z 、C Z 不相等，就构成了不对称的Y Y -电路。该电路的节点电压方程为 C C B B A A C B A N N Z U Z U Z U Z Z Z U ++=++)111(' 即有 C B A C C B B A A N N Z Z Z Z U Z U Z U U 111'++++= 由于负载中性点与电源中性点之间的电压不等于零，此时的Y Y -不对称电路的电压相等关系如图7-11所示。从电压向量图可以看出，中性点不重合，这种现象称为中性点位移。在电源对称的情况下，可以根据中性点位移的情况判断负载的不对称程度。当中性点位移较大时，会造成负载端的电压严重不对称，从而可能使负载的工作不正常；另一方面，如果负载变换时由于各相的工作相互关联，因此，彼此都相互影响。 C U U B U ' A 图7-11 不对称电路的电压向量关系 图7-10所示电路中当开关S 闭合时，就是00Y Y -电路。在不考虑中性线阻抗的情况

三相交流电源

3.3 .1 三相交流电 一、教学目标 1、了解三相交流电的产生。 2、理解三相正弦量、相序的概念。 3、了解中性线的概念。 二、教学重点、难点分析 重点： 1、三相电路中相电压、线电压的关系。 难点： 同重点。 三、教具 正弦交流电的产生示教模型；三相交流发电机模型；灵敏电流计；交流电压表；三相电路示教板；电池；小灯泡；安培表；伏特表等．电化教学设备。 四、教学方法 演示法、讲授法，多媒体课件。 五、教学过程 Ⅰ.导入 一、复习提问 通过提问讨论的方式共同复习“正弦交流电的产生”过程，以及正弦交流电的重要的参数及表示方法， 提问： 1．在交流电产生的过程中，矩形线圈转到什么位置时线圈中的 电流最大？什么位置电流为零？（线圈平面平行磁感线：中性面）2．两个完全相同的交流发电机，其矩形线圈也以相同的转速匀

速转动，那么这两个发电机所产生的交变电动势有何异同？（交变电 动势的频率、最大值相同；达到最大值的时刻不同） 3．如果把三个相同的矩形线圈固定在同一轴上，并使之在匀强 磁场中转动，这三个线圈是否都产生电动势？为什么？（产生，穿过 每个线圈回路的磁通量都发生变化） 二、引入三相交流电 三相交流电路的优点： 1、三相交流发电机的铁心及电枢磁场较单相发电机利用充分； 2、作为三相交流电负载的三相电动机比单相电机性能好，易维护， 运转时比单相发电机的振动小； 3、理论和实践证明：在输电距离、输送功率、电压相等的条件下， 三相输电是单相输电所用导线量的四分之三； 4、采用三相四线制输电，用户可得两种不同的电压； 5、工农业生产大量使用交流电动机，三相电动机比单相电动机性能 平稳可靠。 II.新课 三相交流电源：简言之，三相交流电源是三个单相交流电源按一定方式的组合，这三个单相交流电源的频率相同、大小相等，相位彼此相差120°。 一、三相交流电动势的产生 1．三相交流电的产生． 利用“提问3”引入新课，出示三相交流模型发电机，简介其构造后，演示三相 1 V 1 W 2图1 三相交流发电机原理示意图

《对称三相电路的计算》(精)

对称三相电路的计算 对称三相电路就是对称三相电源与对称三相负载联结起来所组成的电路。由于是对称三相电路，所以三相线路阻抗相等。同时需要说明的是，因为一般进行负载电路的计算时，不考虑三相电源内部的工作情况，而只注意供电线路，因此在电路图中可只画三根火线A 、B 、C 和中线N 来表示三相电源。图1所示为三种典型对称三相电路的联结示意图，图2所示为我国380 V/220 V 低压供电线路中不考虑线路上阻抗情况下三种常见的三相负载电路。 由于三相电源及三相负载对称，所以三相电流也对称且与电源电压是同相序的对称量。因此我们只要计算出一相的电流、电压，其他两相的电流、电压就能由对称关系写出。 在三相电路中，每相负载所流过的电流称为相电流，其有效值用字母P I 表示，流过相线（火线）的电流称为线电流，其有效值用字母L I 表示。 当对称三相负载Y 形联结时，设Z Z Z Z ===C B A ，则线电流与相电流、线电压与相电压的关系为 图1 三相对称负载的典型联结示意图 图2 常用低压供电线路三相对称负载联结示意图

????? == =P L P P L 3U U Z U I I (1) 各相电流与各相电压及各相负载之间的相量关系为 ???? ?????===Z U I Z U I Z U I C C B B A A (2) 可以证明，当对称三相负载Y 形联结时，线电流等于相电流，线电压的有效值是相电压有效值的3倍，各线电压的相位超前对应相电压 30。 对于0Y 联结的对称三相电路，由于是三相对称系统，三相电流的相量和也为零，这时中线上的电流为零，说明这时中线不起作用，但中线不能断开，并且中线上不允许安装熔断器和开关。否则，一旦中线断开，三相对称负载因某种原因（如某相出现短路或断路）时，三相负载不再对称，这时各相则不能独立正常工作，出现某相负载过压或欠压甚至损坏的情况。 在确保三相负载对称的情况下，0Y 联结与Y 联结时负载的工作情况完全相同。一般工厂中使用的额定功率kW 3N ≤P 的三相交流异步电动机，均采用三相三线制Y 形联结。 例1、 图3所示对称三相星形联结电路中, 各相负载中Ω=6R ,感抗Ω=8L X ，已知三相对称电源线电压V )30(sin 2380A B +=t u ω，试求各相电流。 解 据V )30(sin 2380A B +=t u ω 则V 30380A B ∠=U ， 相电压V 0220A ∠=U 可以求得 A 1.53228 60220A A -∠=+∠==j Z U I 根据对称性可直接写出 A 1.17322B -∠=I A 9.6622C ∠=I 图3 例1电路图