第5章三相交流电路 5.1三相电源与三相负载 5.2对称三相电路的计算 5.3不对称三相电路的计算 5.4三相电路的功率
第 5 章 三相交流电路 5．1 三相电源与三相负载 5．2 对称三相电路的计算 5．3 不对称三相电路的计算 5．4 三相电路的功率
授课日期 班次 授课时数2 课题 第五章三相交流电路 51三相电源与三相负载 教学目的:了解三相交流电的产生;理解对称三相电源的特点;掌握三相电源电路中相电压、 相电流、线电压、线电流的关系 重点:三相电路中相电压、相电流、线电压、线电流的关系 难点:与重点相同 教具:多媒体 作业 P136:54 自用参考书:《电路》丘关源著 教学过程:由案例5.1引入本次课 第五章三相交流电路 51三相电源与三相负载 55.1三相交流电的产生 1.三相交流电路定义2.三相交流电特点3.三相交流电的产生 由案例5.1引入 2三相电源与三相负载的连接 三相电源的星形联结2.三相电源的三角形联结 3.三相负载的星形联结4三相负载的三角形联结 5典型例题分析 课后小计
授课日期 班次 授课时数 2 课题： 第五章三相交流电路 5.1三相电源与三相负载 教学目的：了解三相交流电的产生；理解对称三相电源的特点；掌握三相电源电路中相电压、 相电流、线电压、线电流的关系 重点： 三相电路中相电压、相电流、线电压、线电流的关系 难点： 与重点相同 教具： 多媒体 作业： P136：5.4 自用 参考书：《电路》丘关源 著 教学过程：由案例5.1引入本次课 第五章三相交流电路 5.1三相电源与三相负载 5.5.1三相交流电的产生 1. 三相交流电路定义 2. 三相交流电特点3. 三相交流电的产生 由案例5.1引入—— 5.1.2三相电源与三相负载的连接 1.三相电源的星形联结 2. 三相电源的三角形联结 3.三相负载的星形联结 4. 三相负载的三角形联结 5.典型例题分析 课后小计：
第5章三相流电路 5.1三相电源与三相负载 案例5.1电能可以由水能(水力发电)、热能(火力发电)、核 能(核能发电)、化学能(电池)、太阳能(太阳能电站)等转换而得。 而各种电站、发电厂,其能量的转换由三相发电机来完成。如:三峡电 站,三相水轮发电机将水能转换为电能;火电站,三相气轮发电机将燃 烧煤炭产生的热能转换为电能。三相交流电是如何产生?有何特点? 5.1.1三相交流电的产生 1.三相交流电路的定义 由三相交流电源供电的电路称为三相交流电路。所谓三相交流电 路是指由三个频率相同、最大值(或有效值)相等、在相位上互差 120°电角的单相交流电动势组成的电路,这三个电动势称为三相对 称电动势
5．1 三相电源与三相负载 5．1．1 三相交流电的产生 案例5．1 电能可以由水能（水力发电）、热能（火力发电）、核 能（核能发电）、化学能（电池）、太阳能（太阳能电站）等转换而得。 而各种电站、发电厂，其能量的转换由三相发电机来完成。如：三峡电 站，三相水轮发电机将水能转换为电能；火电站，三相气轮发电机将燃 烧煤炭产生的热能转换为电能。三相交流电是如何产生？有何特点？ 1．三相交流电路的定义 由三相交流电源供电的电路称为三相交流电路。所谓三相交流电 路是指由三个频率相同、最大值（或有效值）相等、在相位上互差 120°电角的单相交流电动势组成的电路，这三个电动势称为三相对 称电动势。 第 5 章 三相交流电路
511三相流电的产 2.三相交流电的特点 三相交流电与单相交流电相比具有如下优点: (1)三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机体积小、重量 轻、成本低; (2)电能输送,当输送功率相等、电压相同、输电距离一样,线 路损耗也相同时,用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色 金属的消耗量,即输电成本较低,三相输电的用铜量仅为单相输电用 铜量的75%; (3)目前获得广泛应用的三相异步电动机,是以三相交流电作为 电源,它与单相电动机或其它电动机相比,具有结构简单、价格低廉 性能良好和使用维护方便等优点。 因此在现代电力系统中,三相交流电路获得广泛应用。 3.三相交流电的产生 三相交流电的产生就是指三相交流电动势的产生。三相交流电动 势由三相交流发电机产生,它是在单相交流发电机的基础上发展而来 的,如图5.1所示
5．1．1 三相交流电的产生 2．三相交流电的特点 三相交流电与单相交流电相比具有如下优点： （1）三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机体积小、重量 轻、成本低； （2）电能输送，当输送功率相等、电压相同、输电距离一样，线 路损耗也相同时，用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色 金属的消耗量，即输电成本较低，三相输电的用铜量仅为单相输电用 铜量的 ； （3）目前获得广泛应用的三相异步电动机，是以三相交流电作为 电源，它与单相电动机或其它电动机相比，具有结构简单、价格低廉 性能良好和使用维护方便等优点。 因此在现代电力系统中，三相交流电路获得广泛应用。 75% 3．三相交流电的产生 三相交流电的产生就是指三相交流电动势的产生。三相交流电动 势由三相交流发电机产生，它是在单相交流发电机的基础上发展而来 的，如图5.1所示
5.1.①三相建流电的产生 U1 V1 W1 WI e W2 UI U2 U2 V2 W2 (a)原理示意图 (b)一相绕组 (c)三相绕组 图5.1三相交流发电机 磁极放在转子上,一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的 恒定磁场。当转子由原动机拖动作匀速转动时,三相定子绕组即切割 转子磁场而感应出三相交流电动势。 这三个电动势的三角函数表达式为 e=e sin ot ey=EnSn(Ot-120°) ew e sin( ot-240
图5.1 三相交流发电机 5．1．1 三相交流电的产生 磁极放在转子上，一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的 恒定磁场。当转子由原动机拖动作匀速转动时，三相定子绕组即切割 转子磁场而感应出三相交流电动势。 这三个电动势的三角函数表达式为 = − = − = sin( 240 ) sin( 120 ) sin m V m U m e E t e E t e E t W
5.1.1三相交流电的产生 其波形图如图52(a)所示,相量图如图52(b)所示 E 120 120 O 360 E 120° 240 120 (a)波形图 (b)相量图 图5.2三相交流电动势 从图5,2(a)中可以看出,三相交流电动势在任一瞬间其三个电动势 的代数和为零。即 U +e+e W 在图5-2(b)中还可看出三相正弦交流电动势的相量和也等于零,即 E +ey te=o
5．1．1 三相交流电的产生 其波形图如图5.2（a）所示，相量图如图5.2（b）所示。 图5.2三相交流电动势 从图5.2（a）中可以看出，三相交流电动势在任一瞬间其三个电动势 的代数和为零。即 eU + eV + e W = 0 在图5-2（b）中还可看出三相正弦交流电动势的相量和也等于零，即 EU + EV + EW = 0
5.1.1三相交随电的产生一之 把它们称做三相对称电动势,规定每相电动势的正方向是从线圈 的末端指向首端(或由低电位指向高电位)。 5.1.2三相电源与负载的连接 案例5.2发电站由三相交流发电机发出的三相交流电,通过三相 输电线传输、分配给不同的用户。一般发电站与用户之间有一定的距 离,因此采用高压传输,而不同用户用电设备不同。如:工厂的用电 设备一般为三相低压用电设备,且功率较大;家庭用电设备一般为单 相低压用电设备,功率小。我们都听说过或看到过三相三线制供电方 式和三相四线制供电方式。它们有何不同?如何连接? 三相电源的连接: 三相交流发电机实际有三个绕组,六个接线端,我们目前采用的是 将这三相交流电按照一定的方式,连接成一个整体向外送电的。连接的 方法通常为星形和三角形
把它们称做三相对称电动势，规定每相电动势的正方向是从线圈 的末端指向首端(或由低电位指向高电位)。 5．1．1 三相交流电的产生 5．1．2 三相电源与负载的连接 案例5．2 发电站由三相交流发电机发出的三相交流电，通过三相 输电线传输、分配给不同的用户。一般发电站与用户之间有一定的距 离，因此采用高压传输，而不同用户用电设备不同。如：工厂的用电 设备一般为三相低压用电设备，且功率较大；家庭用电设备一般为单 相低压用电设备，功率小。我们都听说过或看到过三相三线制供电方 式和三相四线制供电方式。它们有何不同？如何连接？ 三相交流发电机实际有三个绕组，六个接线端，我们目前采用的是 将这三相交流电按照一定的方式，连接成一个整体向外送电的。连接的 方法通常为星形和三角形。 三相电源的连接：
3.了.2三相电漏载的连接 三相负载与三相负载的连接: 根据使用方法的不同,电力系统的负载,可以分成两类。一类是 象电灯这样有两根出线的,叫做单相负载,电风扇、收音机、电烙铁 单相电动机等都是单相负载。另一类是象三相电动机的这样的有三个 接线端的负载,叫做三相负载。 在三相负载中,如果每相负载的电阻均相等,电抗也相等(且均为 容抗或均为感抗),则称为三相对称负载。如果各相负载不同,就是不 对称的三相负载,如三相照明电路中的负载。 负载也和电源一样可以采用两种不同的连接方法,即星形联结和三角 形联结。 1.三相电源的星形联结(Y接) (1)基本概念 1)星形联结: 将电源的三相绕组末端U2、V2、W2连在一起,首端U1、V1、W1分 别与负载相连,这种方式就叫做星形联结。其接法如图5.3所示
5．1．2 三相电源与负载的连接 根据使用方法的不同，电力系统的负载，可以分成两类。一类是 象电灯这样有两根出线的，叫做单相负载，电风扇、收音机、电烙铁、 单相电动机等都是单相负载。另一类是象三相电动机的这样的有三个 接线端的负载，叫做三相负载。 在三相负载中，如果每相负载的电阻均相等，电抗也相等（且均为 容抗或均为感抗），则称为三相对称负载。如果各相负载不同，就是不 对称的三相负载，如三相照明电路中的负载。 负载也和电源一样可以采用两种不同的连接方法，即星形联结和三角 形联结。 三相负载与三相负载的连接： 1．三相电源的星形联结（Y接） 将电源的三相绕组末端U2、V2、W2连在一起，首端U1、V1、W1分 别与负载相连，这种方式就叫做星形联结。其接法如图5.3所示。 1）星形联结： （1）基本概念
5.12三相电与员载的还接 U W2N wI U vW 图53三相电源的星形联结(有中性线) 2)中点、中性线、相线: 三相绕组末端相连的一点称中点或零点,一般用“N表示。从中点引 出的线叫中性线(简称中线),由于中线一般与大地相连,通常又称为 地线(或零线)。从首端U1、V1、W1引出的三根导线称相线(或端 线)。由于它与大地之间有一定的电位差,一般通称火线。 3)输电方式 由三根火线和一根地线所组成的输电方式称三相四线制(通常在低 压配电系统中采用)。只由三根火线所组成的输电方式称三相三线制 在高压输电时采用较多)
5．1．2 三相电源与负载的连接 图5.3三相电源的星形联结（有中性线） 三相绕组末端相连的一点称中点或零点，一般用“N”表示。从中点引 出的线叫中性线（简称中线），由于中线一般与大地相连，通常又称为 地线（或零线）。 从首端U1、V1、W1引出的三根导线称相线（或端 线）。由于它与大地之间有一定的电位差，一般通称火线。 2）中点、中性线、相线： 由三根火线和一根地线所组成的输电方式称三相四线制（通常在低 压 配电系统中采用）。只由三根火线所组成的输电方式称三相三线制 （在高压输电时采用较多）。 3）输电方式：
3.1.2三相与负载的造滚 (2)三相电源星形联结时的电压关系 1)相电压Up 即每个绕组的首端与末端之间的电压。相电压的有效值用Uu、Uv、Uw 表示 2)线电压UL 即各绕组首端与首端之间的电压,即任意两根相线之间的电压叫做线 电压,其有效值分别用 UuVS U、Uw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,如电压是由首端U1指向首端V1。如图5.3所示。 3)线电压U与相电压Up的关系 三相电源Y形联结时的电压相量图,如图5.4所示。三个相电压大小 相等,在空间各相差120°电角度
5．1．2 三相电源与负载的连接 （2）三相电源星形联结时的电压关系 1）相电压 UP 2）线电压 UL 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，如电压是由首端U1指向首端V1。如图5.3所示。 3）线电压UL与相电压UP的关系 三相电源Y形联结时的电压相量图，如图5．4所示。三个相电压大小 相等，在空间各相差120°电角度。 即每个绕组的首端与末端之间的电压。相电压的有效值用 UU UV U W 表示； 、 、 即各绕组首端与首端之间的电压，即任意两根相线之间的电压叫做线 电压，其有效值分别用 UUV 、 UVW 、 U WU 表示