电工电子技术教案(第四章)

小结：三相对称电路[对称电源、对称负载]中
{1}线、相电流及线、相电压亦对称。
{2}中线电流为零。[非对称不为零，不能省]
星形接法应用举例：
[1]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，设线电压UL= 380V，试求：各相电流(也就是线电流)。
解：在对称Ｙ形负载中，相电压
相电流(即线电流)为
画波形图
结合图说明超前240与滞后120ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系
及波形图画法
罗定职业技术学院教案
第14次课
教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□技能课□其它□
主要教学内容（注明：重点* #难点）：
两种负载接法线电压、相电压间关系；线相电流间关系*
负载两种接法理解*
教学目的要求：
理解三相对称负载含义
掌握两种负载接法线电压、相电压间关系；线相电流间关系
有功功率：
无功功率：
视在功率：
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。三相电路的功率因数为
[2]线电压、电流功率公式：分负载两种接法
{1}负载星形接法：UL= UYPIYL=IYP
{2}负载星形接法：UP=UL
分别代入相电流、电压表达式有：
有功功率：
无功功率：
视在功率：
概括总结：
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。
[2]线、相电压关系：
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 倍，即UL= UYP
[3]线、相电流关系：
负载的相电流IYP等于线电流IYL，即IYL=IYP
结合三相对称负载的电路特点，三相对称电路中的功率的确定可由以下三种方式确定：
[1]求单相有、无功及视在功率，分别乘以3
[2]利用相电压、电流公式计算
[3]线电压、电流计算公式计算。
四、应用举例：
[1]有一对称三相负载，每相电阻为R=6，电抗X= 8，三相电源的线电压为UL= 380 V。求：(1)负载做星形联结时的功率PY(2)负载做三角形联结时的功率P。
教学目的要求：
了解三相交流发电机结构及工作原理
掌握三相对称交流电动势的特点及表示
熟悉三相交流电的相序、意义及表示
熟悉掌握三相对称电源的星形和三角形接法
掌握星形和三角形接法的线、相电压关系
能利用星形和三角形接法的线、相电压关系进行相关计算
教学方法和教学手段：
课堂讲授
讨论、思考题、作业：
参考资料：
多媒体材料，网络资料
[3]相序的测定：电力工程中用相序器测定。
总结：
三相正弦交流电动势由三相交流电动机将其它形式的能转化来的
三相对称交流电动势有最大值大小相等、频率相同、彼此相差点120
可用瞬时值表达式、波形图及相量形式表示。使用三相交流电必须注意相序问题。
应用举例：
例：在三相交流对称电源中，已知其中一相电动势e1=311msin(314t+ 30)V，试写出其它两相电动势表达式，并画出有效值相量图。
讲稿内容
备注
复习引题：[1]直流电源种类；[2]单相正弦交流的产生（用于生活照明）[3]动力线路中交流电为三相交流电：三相交流电的产生
定义：是三个单相交流电源以频率相同、最大值相同、相位分别相差1200方式组合起来的电源形式。
一、三相交流电动势的产生
简介三相电机模型：组成定子{磁极}、转子{电枢}
定义绕组为励磁绕组，直流电流形成磁场
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。
[4]中线电流：
根据对称电流中线电流为零。理论上中线可以去掉，即形成三相三线制电路。
说明：对于对称负载，不必关心电源的接法，只需关心负载的接法。
解：每相阻抗均为 ，功率因数
(1)负载做星形联结时：
相电压
线电流等于相电流
转子绕组为三相：U1U2、V1V2和W1W2，说明始端、末端；三绕组对应U、V、W相。
强调彼此按夹角120放置，当转子以逆时针旋转。产生对称三相电动势。
二、对称三相电动势
[1]定义：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。
[2]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=Emsint
三、相序
[1]定义：三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序叫做相序。
分类：正相序：e1比e2超前120，e2比e3超前120，而e3比e1超前120，称这种相序称为正相序或顺相序。
反相序：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。
[2]相序工程意义：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。
罗定职业技术学院教案
第15次课
教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□技能课□其它□
主要教学内容（注明：重点* #难点）：
三相交流电路中有功功率、无功功率及视在功率*
功率的计算*
教学目的要求：
掌握三相交流电路中有功功率、无功功率及视在功率；
理解三功率与单相功率关系；
会进行相关功率的计算。
教学方法和教学手段：
解：根据三相对称交流电动势有最大值大小相等、频率相同、彼此相差点120特点：e2=311msin(314t+ 30+120)
=311msin(314t+ 150)V
e3=311msin(314t+ 150+120)
=311msin(314t- 90)V
根据表达式可得E= 220V
根据相量画出相量图右图示
根据相量图说明三电动势的相序：
e1超前e3、e3超前e2和e2超前e1、e1超前e3是一致的。
板书正相序：U-V-W、V-W-U、W-U-V
反相序：V-U-W、W-V-U、U-W-V
学生练习：
三相交流对称电动势，已知其中一相电动势e1=7.07sin(t+ 90)V，试写出其它两相电动势表达式，画出有效值相量图
练习提高
三相发电机是星形接法，负载也是星形接法，发电机的相电压Up= 1000 V，每相负载电阻均为R= 50 k，XL= 25 k。试求：(1)相电流；(2)线电流；(3)线电压。
解：
(1)相电流
(2)线电流IL=IP= 17.9 mA
(3)线电压UL= UP= 1732 V
总结：
通过本节的学习要理解三相对称负载含义，掌握两种负载接法线电压、相电压间关系；线相电流间关系。
[2]相位关系：线电压比相应的相电压超前30，如线电压u12比相电压u1超前30，线电压u23比相电压u2超前30，线电压u31比相电压u3超前30。
（二）三相电源的三角形(△形)接法
[1]接法：将三相发电机的第二绕组始端V1与第一绕组的末端U2相连、第三绕组始端W1与第二绕组的末端V2相连、第一绕组始端U1与第三绕组的末端W2相连，并从三个始端U1、V1、W1引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法叫做三角形(△形)连接。
小结：三相对称电路[对称电源、对称负载]中
{1}线、相电流及线即相电压亦对称。
{2}线电压=相电压、线电流是 倍相电流
三角形应用举例：
[2]在对称三相电路中，负载作形联接，已知每相负载均为|Z|= 50，设线电压UL= 380 V，试求各相电流和线电流。
解：在形负载中，相电压等于线电压，即UP=UL，则相电流
相关术语：
[1]火线：从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线L1、L2、L3叫做端线或相线，俗称火线。
[2]线电压：任意两个火线之间的电压叫做线电压。每一火线与中点间电压叫相电压。
[3]中点及零线：Y形公共联结点N叫做中点，从中点引出的导线叫做中线或零线。
[4]三相四线制：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)。
课堂讲授
讨论、思考题、作业：
参考资料：
多媒体材料，网络资料
讲稿内容
备注
复习：[1]三相交流负载电路中不同接法中线、相电流及电压间关系
[2]单相交流电路中有功功率、无功功率及视在功率定义
[3]引入:三相电路的功率
一、三相交流电路中有功功率、无功功率、视在功率：
定义：三相电路的功率等于各相功率的总和。
三相负载的有功功率等于各相有功功率之和，即P=PUPVPW
罗定职业技术学院教案
第13次课
教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□技能课□其它□
主要教学内容（注明：重点* #难点）：
三相对称交流电动势的特点*
三相交流电的相序*
星形和三角形接法的线、相电压关系*
利用两种线、相电压关系进行相关计算*
三相交流发电机结构及工作原理#
两种线、相电压关系进行相关计算应用#
三、负载的三角形联结[画图说明Y-接]
负载做形联结时只能形成三相三线制电路。
[1]线、相电压关系：
不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压UP都等于线电压UL，即UP=UL
[2]线相电流关系：
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。负载的相电流为
线电流IL等于相电流IP的 倍，即
三相负载：如三相异步电动机、三相工业电炉，须接于三相电压才能正常工作的负载。
二、三相对称负载；
定义：每一单相负载的阻抗及阻抗角均一致的三相负载。即复阻抗一致相等。
否则：称不对称负载。以下下讨论均为对称负载。