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( 第二相(V相)电动势: e2 = Emsin( 第三相(W相)电动势: e3 = Emsin(显然,有e1
2.相序
图对称三相电动势波形图与相量图
t)
t 120) t 120)
e2 e3 = 0。波形图与相量图如图所示。
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。
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
图三相绕组的星形接法
图 相电压与线电压的相量图
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。Y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 =3UP
线电压比相应的相电压超前30压u1超前30
,如线电压u12比相电
,线电压
,线电压u23比相电压u2超前30
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Y-Y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3倍,即
UL =3UYP
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Y-Y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Y形联接的对称三相电路中,已知每相负载均为|Z|= 20 就是线电流)
,设线电压UL = 380V,试求:各相电流(也