第10讲三相交流电--教案.docVIP

山东省轻工工程学校教案 学年 学期 课程名称：电工基础 班级 周节次 日期 课题 三相交流电概述 课型 理论新授课 教学地点 教室 教学目标 了解三相交流电的产生。 理解三相正弦量、相序的概念。 了解中性线的概念。 教学重点 三相电路中相电压、线电压的关系。 教学难点 三相电路中相电压、线电压的关系。 讲授 教 学 内 容 与 过 程（教学环节与时间分配） 师生活动 导入： 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、1．三相交流电的产生． 三相交流模型发电机，简介其构造后，演示三相交变电流的产生： 引导学生：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以eU为参考正弦量，则三相电动势的瞬时表达式为 二、交流电的表达方式 除了上述的解析式表达方式，图直观地表达了三相交变电流各相电动势的异同。 三相电动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。eU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。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U2、V2、W2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U1、V1、W1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 作为与外电路相联接的端点。 这种联接方式称为电源的星形联接。 1、相电压UP与线电压UL 各相线与中性线之间的电压叫相电压，分别用表示UU、UV、UW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UUV、UVW、UWU表示。 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UU是由首端U1指向中点N；线电压的方向，如电压UUV是由首端U1指向首端V1。 2、相电压与线电压之间的关系 三相电路中线电压的大小是相电压的倍，其公式为 线电压UUV、UVW、UWU分别超前相应的相电压UU、UV、UW30°。三个线电压彼此间相差，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。 Y形）联结。 如图4所示。 图4 三相电源与三相负载的星形联接 2. 电压和电流 各相负载上的相电压等于电源的相电压； 通过每相负载的电流叫做相电流IYP ； 通过端线的电流叫做线电流IYL ； 各电流之间的关系为 ： IYP= IYL UP=UYP UL=UP= UYP 3. 思考：实际生产中中性线可以省略吗？为什么？ 答：不能省略，因为中性线的作用就在于使星形联结的三相不对称负载能够获得对称的电源相电压，保证负载正常工作 ； 在三相四线制供电系统中，规定中性线上不允许安装开关和熔断器，而且中性线常用钢芯导线来加强其机械强度；在连接三相负载时，应尽量使其平衡，以减小中性线电流。 课堂小结 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。 三相四线制的相电压和线电压都是对称的。线电压是相电压的倍，线电压的相位超前相应的相电压。 图1 三相交流发电机原理示意图 图2 对称三相电动势的波形图和旋转式量图 图3 三相四线制电源