1、第五章 三相正弦交流电路电子课件任务一三相交流电的产生与描述任务二三相电源的连接 任务三三相负载的连接 任务四安全用电任务一三相交流电的产生与描述任务一三相交流电的产生与描述活动一 三相对称交流电动势的产生活动二 三相对称交流电动势的表示任务一 三相交流电的产生与描述活动一 三相对称交流电动势的产生 三相交流电路和单相交流电路相比，有以下优点。（1）三相交流发电机比同等体积的单相交流发电机输出功率大。（2）三相交流发电机的结构和制造比单相交流发电机简单，性能更良好，且维修方便。任务一 三相交流电的产生与描述 （3）在同等条件下输送相同的功率时，特别是远距离输电时，采用三相制输电比单相制输电要节
2、约导线，而且电能损耗较单相输电时少。任务一 三相交流电的产生与描述三相交流电动势是由三相交流发电机产生的。如图5-1（a）所示是旋转磁极式三相交流发电机的示意图，它主要由定子和转子组成。任务一 三相交流电的产生与描述任务一 三相交流电的产生与描述三个电动势的最大值相等、频率相同、相位互差120，称为三相对称交流电动势。如图5-1(b)所示，规定每相电动势的正方向是从绕组的末端指向始端，即当电流从始端流出时为正，反之为负。任务一 三相交流电的产生与描述活动二 三相对称交流电动势的表示 若设第一相电动势的初相角是0，则第二相是-120，第三相是120或-240。则各相电动势的瞬时值表达式为 任务一
3、 三相交流电的产生与描述如果以eU为参考正弦量，那么三相对称电动势的波形图和相量图如图5-2所示。任务一 三相交流电的产生与描述由三角函数运算法则可知，三相对称电动势在任意瞬时的代数和为零。由相量图可知，三相对称电动势在任意瞬时的相量和为零。从图5-2中可以看出，三相电动势到达最大值或者零值的顺序是错开的，3个电动势到达最大值或者零值的先后次序叫做相序。任务一 三相交流电的产生与描述如图52所示，3个电动势的相序是U相V相W相U相，这样的相序叫做正序。若到达最大值或者零值的次序是U相W相V相U相，则称为负序或逆序。通常，采用黄、绿、红3种颜色来识别U，V，W三相。任务二三相电源的连接 任务二三
4、相电源的连接 活动一 三相电源的星形连接活动二 三相电源的三角形连接任务二三相电源的连接 活动一 三相电源的星形连接如图5-3所示，将三相绕组的末端U2，V2，W2连接成一个公共点N，始端U1，V1，W1分别与负载相联的连接方式，叫做星形（Y形）连接。任务二三相电源的连接 任务二三相电源的连接 在低压配电系统中采用3根相线和一根中线的输电方式，叫做三相四线制。高压输电时去掉中线，只有3根相绕组成的输电方式叫做三相三线制。三相四线制供电可以提供两种电压：线电压和相电压。任务二三相电源的连接 每相绕组两端的电压或各相线与中性线之间的电压，叫做相电压，其瞬时值用uU，uV，uW表示。两根相线之间的电
5、压叫做线电压，其瞬时值用uUV，uVW，uWU表示。任务二三相电源的连接 由图5-3可得 任务二三相电源的连接 由此可得线电压和相电压的相量图如图5-4所示。任务二三相电源的连接 活动二 三相电源的三角形连接如图5-5所示，将三相交流发电机每一相绕组的首端和另一相绕组的末端依次相连，形成闭合回路的连接方式，叫做三角形连接或连接。绕组作三角形连接时只用3根相线供电，即三相三线制供电。任务二三相电源的连接 任务二三相电源的连接 由图5-5可知，采用三角形连接时，线电压等于相电压。即此时，在三相绕组组成的闭合回路中，因为任务二三相电源的连接 即回路中的各相瞬时电动势的和为零，所以，三相绕组中的电流代
6、数和也为零。任务三三相负载的连接 任务三 三相负载的连接活动一 三相负载的星形和三角形连接活动二 对称三相电路电压和电流的计算活动三 对称三相电路功率的计算活动四三相对称负载电压与电流关系的验证任务三 三相负载的连接活动一 三相负载的星形和三角形连接 如图5-6所示，把三相负载的一端连接为一点N，另一端与三相电源的相线相联的连接方式，称为三相负载的星形连接。任务三 三相负载的连接任务三 三相负载的连接N为负载的的中性点，ZU，ZV和ZW是各相负载的阻抗值。忽略输电线路的电压降，则各相负载的相电压UYP就等于电源的相电压UP，各相负载的线电压UYL等于电源的线电压UL。因此当三相电源对称时，三相
7、负载的各相电压和线电压也是对称的。则负载的相电压UYP与线电压UYL的关系为 任务三 三相负载的连接流过每相负载的电流称做相电流，用IYP表示，规定其方向与相电压方向一致。流过每根相线的电流叫做线电流，即IU，IV，IW，用IYL表示，规定其方向由电源流向负载。流过中性线的电流叫做中性线电流，用IN表示，规定其方向由负载中性点N流向电源中性点N。由图可知在负载的星形连接中，线电流等于相电流，即 任务三 三相负载的连接若三相负载对称，任务三 三相负载的连接所以，3个相电流也是对称的，即大小相等，频率相同，相位互差120。由相量图5-8可知，任务三 三相负载的连接任务三 三相负载的连接因此三相对称
8、负载作星形连接时，中性线电流是零，可省去中性线，并不影响三相电路的工作，如图5-9所示。任务三 三相负载的连接二、三相负载的三角形连接把每相负载分别连接在三相电源的两根相线之间的接法叫做负载的三角形连接，如图5-11所示。任务三 三相负载的连接任务三 三相负载的连接三相负载作三角形连接时，不论负载是否对称，各相负载所承受的相电压均为电源线电压，即若三相负载对称，即ZUV=ZVW=ZWU=ZP，则各负载中的相电流相等，各相电流的方向和这一相的电压方向一致。任务三 三相负载的连接各相电流的有效值为任务三 三相负载的连接由基尔霍夫第一定律可知线电流与相电流的关系为任务三 三相负载的连接由上式作出各相
9、电流的相量图，如图5-12所示。任务三 三相负载的连接线电流的有效值是相电流的3倍，且各线电流在相位上滞后所对应的相电流30。其有效值关系式为由以上分析可知，电源不变时任务三 三相负载的连接活动二 对称三相电路电压和电流的的计算 【例5-1】已知对称三相电源线电压UL=380V，三相对称负载每相的电阻为60，电抗为80。（1）试求负载作星形连接时各相电压、线电流、相电流、中线电流的有效值；（2）负载作三角形连接时各相电压、线电流、相电流的有效值；任务三 三相负载的连接（3）试比较负载接成星形时和接成三角形时线电流的比值。任务三 三相负载的连接活动三 对称三相电路功率的计算三相对称负载不论作星形
10、连接或三角形连接，总有功功率都可以表示为三相对称负载的无功功率的计算公式为任务三 三相负载的连接三相对称负载视在功率的计算公式为任务三 三相负载的连接【例5-2】有一个三相对称负载，每相的电阻是3，电抗是4。（1）若电源线电压是380V，试计算负载分别作星形连接和三角形连接时的有功功率。（2）若线电压为220V，试计算负载作三角形连接时的有功功率。任务三 三相负载的连接任务三 三相负载的连接任务三 三相负载的连接任务三 三相负载的连接活动四 三相对称负载电压与电流关系的验证1.验证三相负载星形连接时的各电压与电流的关系任务三 三相负载的连接任务三 三相负载的连接2.验证三相负载三角形连接时各电
11、压与电流的关系任务三 三相负载的连接任务四安全用电任务四安全用电活动一 保护接地活动二 保护接零活动三 电工安全操作规程任务四安全用电活动一 保护接地 一、接地的种类及意义任务四安全用电二、保护接地把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架用接地装置与大地可靠地连接起来，以保证人身安全的保护方式，叫保护接地，简称接地。保护接地的意义如图5-16所示。任务四安全用电任务四安全用电活动二 保护接零 一、保护接零把电气设备的金属外壳及与外壳相连的金属构架与中性点接地的电力系统的零线连接起来，以保护人身安全的保护方式，叫保护接零，简称接零，如图5-17所示。任务四安全用电任务四安全用电保护接零有如下几
12、个要求。1.供电系统必须有可靠的短路保护或过流保护装置2.供电系统应有防止零线断线的可靠措施3.供配电装置中的零线上不允许装接熔断器4.零线应和相线的截面积相同任务四安全用电在同一供电系统中，不允许一部分设备采用接零保护，另一部分设备采用接地保护。接地与接零共用的危险如图5-18所示。任务四安全用电任务四安全用电二、合理选择保护方式（1）中性点直接接地的公用供电系统和中性点不接地的供电系统，电气设备应采用保护接地。（2）用专用变压器供电且中性点直接接地的系统，电气设备应采用接零保护。在城防、人防等潮湿场所或安全条件特别恶劣的场所，电气设备的金属外壳宜采用接零保护。任务四安全用电三、熟悉接地装置
13、的形式接地装置由接地体和接地线两部分组成。接地线有接地干线和接地支线两种。接地装置按接地体的多少进行分类，常见的有图5-19所示的几种组成形式。任务四安全用电任务四安全用电任务四安全用电任务四安全用电活动三 电工安全操作规程 1.上岗前的检查和准备工作(1)上岗前必须按规定穿戴好工作服、工作鞋。女士应戴工作帽。(2)在安装或维修电气设备时，要清扫工作场地和工作台面，防止灰尘等杂物落入电气设备内造成故障。任务四安全用电(3)上班前不能饮酒，工作时应集中精力，不能做与本职工作无关的事。(4)必须检查工具、测量仪表和防护用具是否完好。任务四安全用电2.工作中的规则(1)检修电气设备时，应先切断电源，
14、并用验电笔(低压验电器)测试是否带电。在确定不带电后，才能进行检查修理。(2)在断开电源开关检修电气设备时，应在电源开关处挂上“有人工作，严禁合闸!”的标牌。任务四安全用电(3)电气设备拆除送修后，对可能来电的线头应用绝缘胶布包好，线头必须有短路接地保护装置。(4)严禁非电气作业人员检修电气设备和线路。任务四安全用电(5)严禁在工作场地，特别是易燃、易爆物品的生产场所吸烟及明火作业，防止火灾发生。(6)使用起重设备吊运电动机、变压器时，要仔细检查被吊重物是否牢固，并有专人指挥，不准歪拉斜吊，吊物下或旁边严禁站人。(7)在检修电气设备内部故障时，应选用36V的安全电压灯泡作为照明。任务四安全用电(8)电动机通电试验前，应先检查绝缘是否良好，机壳是否接地。(9)拆卸和装配电气设备时，操作要平稳，用力应均匀，不要强拉硬敲，防止损坏电气设备。(10)在烘干电动机和变压器绕组时，不准在烘房或烘箱周围存放易燃易爆物品，不准在烘箱附近用易燃溶剂清洗零件或喷刷油漆。任务四安全用电3.下班前的收尾工作(1)下班前清理好现场，擦净仪器和工具上的油污和灰尘，并放入规定位置或归还工具室。(2)下班前要断开电源总开关，防止电气设备起火造成事故。(3)修理后的电器应放在干燥、干净的工作场地，并摆放整齐。任务四安全用电(4)做好检修电气设备后的故障记录，积累修理经验。THANK YOU
