《电工基础 教学课件 ppt 作者 谢述双 项目四 三相正弦交流电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工基础 教学课件 ppt 作者 谢述双 项目四 三相正弦交流电路（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三相正弦交流电路的基本概念,任务一,知识点：,技能点：,1. 三相交流电动势的瞬时值表达式、波形图、相量图 2. 三相电源的星形（ Y）和三角形（）联结及其特点。,认识三相电源星形（ Y）和三角形（）联结时相电压与线电压的关系 认识三相电源的相线和中线。 3. 会正确测量线电压和相电压。,任务分析：,校园里，教学大楼和实验室的供电系统的电源线一般都是四根线，其中一根较细，为什么采用这样的方式？而日常家庭生活所用的电源线是两根或三根线，它们之间有何关系吗？,任务展示：,常用的低压供电系统是三相交流电源，属于三相四线制供电系统，如校园里教学大楼和实验室的供电系统。四根电源线中的三根是相线（火线），
2、另外较细的一根是中线（零线）。日常家庭生活所用的是单相交流电源，两根电源线中的一根是相线（火线），另外一根是中线（零线）；三根电源线的则是一根为相线（火线）、一根为中线（零线）、一根为接地线。本任务就是探究三相交流电源的连接方式及特点。,任务实施：,实训8 认识三相交流供电电源,器 材,1. 电气控制实训室 2. MF-47型万用表1台,目 的,1. 认识三相交流供电电源，掌握三相四线制供电电压的特点 2. 会使用万用表测量线电压、相电压,实训过程,一、认识三相交流供电电源,如图4-1所示为电气控制实训室里的三相交流供电电源原理接线，对照实物认识三相交流供电电源及其特点。,图4-1 三相交流供
3、电电源,二、测量三相四线制供电电源的线电压、相电压,正确选择万用表档位，测量三相四线制供电电源的线电压、相电压，将测量值记入下表中,相电压（万用表档位 ） 线电压（万用表档位 ）,UU（V） UV（V） UW（V）UUV（V）UV（V）UWU（V）,相关知识,一、三相对称交流电压,三相对称交流电压是由三相交流发电机产生的，发电机转子的各相绕组匝数相等、结构相同，在空间位置上彼此相差120。当转子以角速度顺时针方向旋转时，在转子绕组中将产生感应电动势，各相电动势的瞬时值表达式为：,a)波形图,b)相量图,图42 对称三相电动势,这样的三个电动势叫做对称三相电动势，其波形图、相量图如图4-2所示。
4、,由相量图可得：,(4-1),二、三相电源的连接,通常三相电源的连接有两种形式：星形（,）联结和三角形（）联结。,1星形（,）联结,图43 三相电源的星形（,）联结,如图4-3所示，将三相电源绕组的三个末端连接在一起，成为一个公共结点，该公共结点称为中性点，用N表示。由绕组的三个始端U、V、W分别引出三条输出线，称为相线（俗称火线），这种连接方式叫做三相电源的星形（,）,联结。,2三角形（）联结,如图4-4所示，将三相电源绕组的一相的始端与另一相的末端依次连接，便构成了三相电源的三角形（）联结。一般电源不接成三角形（）联结，因为当三相绕组不对称时，会产生相内环流使发动机过热，损坏发动机。,图4
5、-4 三相电源的三角形（）联结,3相序和输出电压,（1）相序,三相交流电动势依次达到正（或负）最大值的先后顺序叫做相序。按照UVW的顺序称为正序，按照WVU的顺序称为逆序，没有特别说明均指正序。,（2）输出电压,图4-5 三相电源星形（,）联结时电相量图,由相量图可知：线电压在相上超前相应的相电压,且,做一做,例4-1 已知在星形（Y）联结的对称三相电源中，U相电动势的瞬时值为,V。,(1)写出V、W两相电动势的瞬时值表达式、相量式； (2)画出波形图和相量图。,解：(1) 瞬时值表达式：,相量表达式：,(2)波形图和相量图如图4-6所示。,图46 波形图和相量,任务 二 三相负载,知识点：,
6、1. 三相负载星形（Y）联结时的线电压和相电压、线电流和相电流的关系 2. 三相负载三角形（）联结时的线电压和相电压、线电流和相电流的关系,技能点：,会计算三相电路的各种功率,在生产实际中，电动机是常见的三相负载，它作为三相电源的负载有什么特点？它们之间又是如何连接的？,任务展示：,任务分析：,三相电动机的铭牌上都标有接法“Y”或“”，这表示三相电动机的三相定子绕组接成星形（Y）或三角形（）。也就是说三相负载的连接同样有星形（Y）和三角形（）联结两种接法，本任务就是探究这两种连接方式的特点及相关计算。,相关知识：,三相负载中的各相负载如果相同（阻抗值和阻抗角均相等），则这三相负载称为对称三相负
7、载，即ZU=ZV=ZW，如三相电动机。否则称为非对称三相负载。如果三相电源对称，三相负载也对称，由此组成的供电系统称为对称三相电路。否则称为非对称三相电路。下面以三相对称电路来讨论三相负载的连接及相关计算。,一、三相负载的连接方式,1星形（Y）联结,三个单相负载的一端连接在一起，称为负载中性点，用N表示。另一端分别与电源的相线连接，这种连接方式叫做三相负载的星形（Y）联结，如图4-7所示。,图4-7 三相四线制的负载星形（Y）联结,一般规定每相负载两端的电压为相电压，用UP表示；流过每相负载的电流称为相电流，用IP表示；相线与相线之间的电压称为线电压，用UL表示；流过相线的电流称为线电流，用I
8、L表示。根据前面对三相对称电源星形联结的分析可知，对于星形（Y）联结的三相负载同样有：,(4-4),且线电压在相位上超前相应的相电压,由图4-7看出，流过每根相线的电流就是流过每相负载的电流，即线电流等于相电流，有,(详见图4-5)。,(4-5),由于三相负载是对称的，所以三相电流也是对称的，作出相量图如图4-8所示。,图4-8 对称负载星形（Y）联结时的电流相量图,由图4-7、4-8可得,，说明在三相负载对称的星形（Y）联结,中，可以不要中性线，成为三相三线制。如高压输电网络中的三相变压器，属于三相对称负载，所以采用三相三线制。,在三相负载对称时，,，中性线电压,此时各相负载“相对独立”，互
9、不影响。,但是，在实际生产中有许多三相负载是不对称的，如果没有中性线或中性线阻抗较大时，就会产生中性线电压，这说明负载中性点和电源中性点的电位不等，这种现象叫做中点位移。由于中点位移的存在，使得各相负载电压不对称。有的可能因为高于额定电压而损坏负载，有的可能由于低于额定电压而不能正常工作。所以在不对称负载的三相电路中，必须装设一根阻抗很小的中性线，将N与N连接起来，强迫电源中性点与负载中性点等电位，从而保证三相负载相电压对称，使各相电源与同相负载所形成的回路各自独立，互不影响。在低压配电系统中，由于不可能将所有负载均衡配置于三相电路中形成对称三相负载，所以均采用三相四线制，而且为了防止中性线断
10、开形成中点位移事故，规定中线上不准安装开关和熔断器，并且要保证有较大的机械强度。,2三角形（）联结,三相负载依次首尾相连，再从各连接点分别引出三根线与电源的相线相接，这种方式称为三相负载的三角形（）联结，如图4-9所示。,图4-9 三相负载的三角形（）联结,从图4-9中可看出：各相负载均接在两根相线之间，所以负载的相电压就是线电压，即:,(4-6),根据基尔霍夫电流定律可得出线电流（,）与相电流（,）,的关系：,由于三相负载对称，三相电流,也对称，作出相量图如图4-10所示，,由此可得线电流与相电流的数量关系为：,(4-7),由相量图可知线电流的相位滞后于对应的相电流,图4-10 负载三角形（
11、）联结时的电流相量图,根据三相负载的额定电压可决定三相对称负载是接成星形（Y）还是接成三角形（）。若各相负载的额定电压等于电源的线电压，应做三角形（）联结；若各相负载的额定电压是电源的线电压的,，则应做星形（Y）,联结。,二、三相电路的功率,三相电路功率的计算，不管负载采用何种接法，总功率必等于各相功率之和。三相负载的有功功率等于各相有功功率之和，即：,如果三相电路对称，即,所以,(4-8),在实际工作中，测量电路上的线电压、线电流要比测量相电压、相电流方便得多，因此常采用线电压、线电流来计算三相电路的功率。,如果对称三相负载为星形（Y）联结，则有,如果对称三相负载为三角形（）联结，则有,把两
12、种连接方式的,代入有功功率的计算公式(4-8)中，可得到,相同的结果，即：,(4-9),同理可得无功功率、视在功率的计算公式为：,(4-10),(4-11),做一做,例4-2 对称三相三线制的线电压为380 V，每相负载复阻抗为,，,求负载分别作星形（Y）和三角形（）联结时的相电压与线电压、相电流与线电流、三相有功功率、无功功率、视在功率。,任务三 认识三相交流异步电动机,知识点：,1. 三相交流异步电动机的结构和转动原理 2. 三相交流异步电动机的铭牌和技术数据 3. 三相交流异步电动机的起动、调速和制动,技能点：,1. 认识三相交流异步电动机的结构 2. 会测量三相交流异步电动机空载运行时
13、的电流,任务分析：,在生产实际中，三相交流异步电动机是最常见的动力源，它是如何旋转起来拖动生产机械的呢？又如何控制它的起动、调速、制动呢？,任务展示：,本任务通过认识三相交流异步电动机的结构，进一步探究三相交流异步电动机的转动原理，了解三相交流异步电动机的起动、调速和制动的方法和原理。,任务实施：,实训9 认识三相交流异步电动机的结构及空载运行,器 材,1. 三相交流电源 2. 三相交流笼型异步电动机1台 3. 钳表1台,目 的,1. 认识三相交流笼型异步电动机的结构 2. 会正确将三相交流笼型异步电动机与三相交流电源连接 3. 会正确测量三相交流笼型异步电动机空载运行的电流,实训过程,一、认
14、识三相交流笼型异步电动机的结构,按照图4- 11对照实验桌上已拆开的三相交流笼型异步电动机实物，认识三相交流笼型异步电动机的结构。,图4- 11 三相交流笼型异步电动机的结构,二、三相交流笼型异步电动机空载电流的测量,1. 观察三相交流笼型异步电动机铭牌上所标示的接法，对照图4-12正确将三相交流笼型异步电动机定子绕组按实际接线图接好。,图4- 12 三相交流笼型异步电动机的接线,图4- 13 电动机直接起动电路,2. 按图4-13正确完成三相交流笼型异步电动机直接起动电路接线，经老师检查无误后通电试验空载运行。通电几分钟后观察电动机运转情况，如转速是否正常，是否有不正常的声音，振动是否大，是
15、否有异味等。如果电动机运转正常，则可用钳形电流表分别测量三相的空载电流。各相空载电流值的偏差一般不应大于10%。用钳形电流表测量空载电流时，如果电动机的空载电流较小，而钳形电流表的量程又偏大以致无法正确读数时，可将被测相的电源进线分别绕上几圈后再卡入钳形电流表的钳口中间进行读数，此时实际的空载电流值为被测得的值除以所绕圈数。将测量值记入下表中。,U相空载电流,V相空载电流,W相空载电流,相关知识,一、三相交流异步电动机的结构,三相交流异步电动机主要由定子、转子、气隙等组成，如图4-11所示。,1. 定子,定子由定子铁心、定子绕组、机座与端盖等组成。,（1）定子铁心 定子铁心是电动机的磁通通路，
16、由导磁性能很好的硅钢片叠压而成。 （2）定子绕组 定子绕组是电动机的电路部分，通入对称三相交流电产生旋转磁场。三相绕组U1U2、V1V2、W1W2在铁心槽中按定子空间各相差120电角度的规律布置，三相绕组接成星形（Y）或三角形（）联结，如图4-12所示。 （3）机座与端盖 机座的作用是固定定子铁心和定子绕组，散发热量，并通过两侧的端盖和轴承来支承电动机转子。,2.转子,转子由转子铁心、转子绕组、风扇和转轴等组成。,（1）转子铁心 转子铁心也是电动机磁路的一部分，由导磁性能很好的硅钢片冲制叠压而成。 （2）转子绕组 转子绕组用来切割定子旋转磁场，产生感应电动势和电流，并在旋转磁场的作用下受力形成电磁力矩驱使转子转动。转子的绕组有笼型转子和绕线转子两种，如图4-14、4-15所示。,图4-15 绕线转子接线和结构图,（3）风扇 风扇用于冷
