三相交流电教案知识分享

三相交流电教案

教师课时授课计划（教案）

授课顺序编号：QD－0505－12

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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。

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图2 对称三相电动势的波形图和旋转式量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，用符号“Y0”表示。

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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==ο

同理可得：

V VW U U 3=

W WU U U 3=

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图4 三相四线制电源电压旋转式量图

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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Y 0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

图1 三相负载星形联结的电路

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授 课 内 容

时间 分配

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。

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图2 三相负载作三角形联结

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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，

P L I I ∆∆=3

(式6－9)

其相位关系如图3所示

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图3 对称三角形负载的电流、电压旋