《电工基础》第八章-三相正弦交流电路.ppt

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1、电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第一节第一节 三相正弦交流电源三相正弦交流电源【学习目标学习目标】1.1.理解三相正弦对称电源、相序的概念。理解三相正弦对称电源、相序的概念。2.2.了解电源星形连结的特点，能绘制其电压矢了解电源星形连结的特点，能绘制其电压矢量图。量图。3.3.了解我国电力系统供电制，说出相电压与线了解我国电力系统供电制，说出相电压与线电压的关系。电压的关系。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】单相单相三相三相你能说出电动你能说出电动机铭牌上标注机铭牌上标注的的“单相单相”、“三相三相”分别分别

2、表示什么意思表示什么意思吗吗? ?单相、三相电动机铭牌单相、三相电动机铭牌电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、三相正弦交流电一、三相正弦交流电1.1.三相正弦对称电源三相正弦对称电源 工程上，把频率相同、工程上，把频率相同、最大值相等、相位彼此相最大值相等、相位彼此相差差120120 的三个正弦交流电源的三个正弦交流电源称为称为三相正弦对称电源三相正弦对称电源。tUumUsin)120sin(tUumV)120sin(tUumW三相正弦对称电源的波形图和矢量图三相正弦对称电源的波形图和矢量图三相对称电源的解析式：三相对称电源的解析式：设设U U相的相的初相为初相

3、为零零电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、三相正弦交流电一、三相正弦交流电2.2.三相交流电的相序三相交流电的相序 三相交流电随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值）的先后三相交流电随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值）的先后次序叫做次序叫做相序相序。 正序：正序：把把U UV VW WU U的顺序称为正序的顺序称为正序 负序：负序：相序为相序为U UW WV VU U称为负序称为负序工程上无特工程上无特殊说明，均殊说明，均采用正序采用正序职业相关知识：职业相关知识：三相异步电动机的旋转方向由三相电源的相三相异步电动机的旋转方向由三相电源的相序决定

4、，改变三相电源的相序可改变三相异步电动机的旋转序决定，改变三相电源的相序可改变三相异步电动机的旋转方向。工程上，通常采用任意对调三相电源的两根电源线来方向。工程上，通常采用任意对调三相电源的两根电源线来实现三相异步电动机的正反控制。实现三相异步电动机的正反控制。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、三相电源的连接二、三相电源的连接1. 1. 星形联结星形联结 将三相发电机绕组的三个末端将三相发电机绕组的三个末端U2U2、V2V2、W2W2连接成公共点，三个首端连接成公共点，三个首端U1U1、V1V1、W1W1分别与负载连接，这种连接方式称为分别与负载连接，这种连

5、接方式称为星形联结星形联结。 三相四线制供电系统三相四线制供电系统 小提示：小提示：通常在低压配电系统中采用三相四线制供电系统；在高压输通常在低压配电系统中采用三相四线制供电系统；在高压输电系统中，通常采用只由三根相线组成的三相三线制供电系统。电系统中，通常采用只由三根相线组成的三相三线制供电系统。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、三相电源的连接二、三相电源的连接2.2.相电压与线电压相电压与线电压相电压：相电压：是相线与中性线之间的电压，分别用符号是相线与中性线之间的电压，分别用符号“U UU U、U UV V、U UW W”表示表示U U、V V、W W

6、各相电压的有效值，通常用各相电压的有效值，通常用U UP P泛指相电压。泛指相电压。 线电压：线电压：是指相线与相线之间的电压，分别用符号是指相线与相线之间的电压，分别用符号“U UUVUV、U UVWVW、U UWUWU”表表示示UVUV、VWVW、WUWU各线电压的有效值，通常用各线电压的有效值，通常用U UL L泛指线电压。泛指线电压。 三相四线制电源电压矢量图三相四线制电源电压矢量图线电压是相电压的线电压是相电压的 倍倍线电压的相位超前相应的相电线电压的相位超前相应的相电压压30 相电压和线电压都是对称的相电压和线电压都是对称的3电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教

7、育出版社【例例1 1】已知三相四线制供电系统中，已知三相四线制供电系统中，V V相电源的瞬时值表达式为相电源的瞬时值表达式为 V，按正序写出的，按正序写出的 、 瞬时值表达式。瞬时值表达式。 tuVsin2220UuWu、电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社、1.1.三相正弦交流电三相正弦交流电2.2.三相电源的连接三相电源的连接【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第教材中思考与练习第1 1、2 2题题 【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的8.18.1电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教

8、育出版社第二节第二节 三相负载的连接三相负载的连接【学习目标学习目标】1.1.了解对称负载与不对称负载的概念。了解对称负载与不对称负载的概念。2.2.了解对称负载星形联结的特点。了解对称负载星形联结的特点。3.3.了解中性线的作用。了解中性线的作用。三相异步电动机的接线盒三相异步电动机的接线盒 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】你知道这六个接你知道这六个接线柱该如何接？线柱该如何接？又如何把其接到又如何把其接到三相四线制供电三相四线制供电系统中去呢？系统中去呢？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社1.1.三相负载

9、三相负载l三相负载的连接三相负载的连接三相负载：三相负载：是指用三相电源供电的设备，如三相异步电动机、是指用三相电源供电的设备，如三相异步电动机、三相电炉等。三相电炉等。 在三相交流电路中，各相负载的大小和性质都相等（即在三相交流电路中，各相负载的大小和性质都相等（即Z ZU UZ ZV VZ ZW W）的三相负载称为的三相负载称为三相对称负载三相对称负载，如三相异步电动机、三相电炉等。否则，如三相异步电动机、三相电炉等。否则，称为称为三相不对称负载三相不对称负载，如三相照明电路中的负载。，如三相照明电路中的负载。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社2.2.三相负载

10、的星形联结三相负载的星形联结l三相负载的连接三相负载的连接 将各相负载的末端将各相负载的末端U U2 2、V V2 2、W W2 2连在一起接到三相电源的中性线上，把各连在一起接到三相电源的中性线上，把各相负载的首端相负载的首端U U1 1、V V1 1、W W1 1分别接到三相交流电源的三根相线上，这种连接分别接到三相交流电源的三根相线上，这种连接方式称为三相负载有中性线的星形联结法，用符号方式称为三相负载有中性线的星形联结法，用符号“Y0Y0”表示。表示。 三相负载有中性线的星形联结图三相负载有中性线的星形联结图电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社3.3.电路特

11、点电路特点l三相负载的连接三相负载的连接负载的相电压等于电源相负载的相电压等于电源相电压（电压（U UYPYPU UP P）负载的线电压与相电压的负载的线电压与相电压的关系为关系为U UL L U UYPYP 线电流等于相电流，即线电流等于相电流，即I IYLYLI IYPYP中线电流等于零，即中线电流等于零，即30WVUNIIII在这种情况下，中性在这种情况下，中性线没有电流通过，去线没有电流通过，去掉中性线也不影响三掉中性线也不影响三相电源的正常工作，相电源的正常工作，为此常采用三相三线为此常采用三相三线制电路制电路电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【例例1

12、1】星形联结的对称三相负载，每相的电阻星形联结的对称三相负载，每相的电阻R R6 6 ，感抗，感抗X XL L8 8 ，接，接到线电压为到线电压为380V380V的三相电源上。求相电压、相电流、线电流和中线电流分的三相电源上。求相电压、相电流、线电流和中线电流分别为多少？别为多少？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社4.4.中性线的作用中性线的作用l三相负载的连接三相负载的连接三相负载在很多情况下是不对称的，最常见的照明电路就是不对称负载三相负载在很多情况下是不对称的，最常见的照明电路就是不对称负载有中性线的星形联结的三相电路。有中性线的星形联结的三相电路。当三相负

13、载不对称时当三相负载不对称时，各相电流的大，各相电流的大小就不相等，相位差也不一定是小就不相等，相位差也不一定是120120 ，中线电流就不等于零了。因此，中线电流就不等于零了。因此，中线就绝对不能断开中线就绝对不能断开。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【例例2 2】我们把额定电压为我们把额定电压为220V220V，功率为，功率为100W100W、40W40W和和60W60W的三个白炽灯的三个白炽灯A A、B B、C C作星形联结，然后接到相电压为作星形联结，然后接到相电压为220V220V的三相四线制电源上。在的三相四线制电源上。在U U、V V、W W三根相

14、线上三根相线上分别装有开关分别装有开关S SU U、S SV V、S SW W，为了便于说明问题，在中线上也装有开关，为了便于说明问题，在中线上也装有开关S SN N，如下图（，如下图（a a）所示。试分析：所示。试分析：（1 1）开关）开关S SU U、S SV V、S SW W、S SN N都闭合时，白炽灯都闭合时，白炽灯A A、B B、C C是否都能正常发光？是否都能正常发光？（2 2）开关）开关S SU U断开，开关断开，开关S SV V、S SW W、S SN N闭合时，白炽灯闭合时，白炽灯A A、B B、C C能否正常发光？能否正常发光？（3 3）开关）开关S SU U、S SV

15、V断开，开关断开，开关S SW W、S SN N闭合时，白炽灯闭合时，白炽灯A A、B B、C C能否正常发光？能否正常发光？（4 4）开关）开关S SN N、S SW W断开，开关断开，开关S SU U、S SV V闭合时，白炽灯闭合时，白炽灯A A、B B、C C能否正常发光？能否正常发光？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社5.5.三相异步电动机星形（三相异步电动机星形（Y Y）和三角形（）和三角形（）两种接法实例）两种接法实例l三相负载的连接三相负载的连接（a）定子绕组的Y联结U1、V1、W1接

16、三相电源U2、V2、W2短接（b）定子绕组的联结U1、V1、W1接三相电源U1接W2V1接U2W1接V2保护接地线电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社1.1.三相负载三相负载2.2.三相负载的星形联结三相负载的星形联结3.3.电路特点电路特点4.4.中性线的作用中性线的作用5.5.三相异步电动机星形和三角形两种接法实例三相异步电动机星形和三角形两种接法实例【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的8.28.2三相异步电动机星形和三角形两种接法练习三相异步电动机星形和三角形两种接法练习电工技术基

17、础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第三节第三节 三相交流电路的功率三相交流电路的功率【学习目标学习目标】 1. 1.了解对称三相电路功率的概念了解对称三相电路功率的概念 。 2.2.学会对称三相电路功率的计算。学会对称三相电路功率的计算。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】三相异步电动的铭三相异步电动的铭牌上标着牌上标着“750750瓦瓦”、“380380伏伏”、“1.681.68安安”分别指该电动分别指该电动机的额定功率、额机的额定功率、额定线电压、额定线定线电压、额定线电流，那么，你知电流，那么，你知道铭牌上的额定功道

18、铭牌上的额定功率与额定线电压、率与额定线电压、额定线电流之间有额定线电流之间有什么样的关系呢？什么样的关系呢？ 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社l三相交流电路的功率三相交流电路的功率在对称三相电路中，三相对称负载消耗的总功率为：在对称三相电路中，三相对称负载消耗的总功率为：cos3PPIUP cos3LLIUP 三相对称负载的无功功率和视在功率的计算公式为：三相对称负载的无功功率和视在功率的计算公式为：sin3LLIUQ LLIUS3三者间的关系为：三者间的关系为：22QPS小知识：小知识：三相负载铭牌上标注的功率是额定有功功率，电压为三相负载铭牌上标注的功率是

19、额定有功功率，电压为额定线电压，电流为额定线电流。额定线电压，电流为额定线电流。相电压、相电流相电压、相电流线电压、线电流线电压、线电流电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【例例1 1】有一个对称三相负载，每相负载的电阻有一个对称三相负载，每相负载的电阻R R6060 ，感抗感抗XL=80 XL=80 ，将其星形联结，接在线电压为将其星形联结，接在线电压为380 V380 V的对称三相电源上，试求电路的线的对称三相电源上，试求电路的线电压、线电流、负载的相电压、相电流及有功功率。电压、线电流、负载的相电压、相电流及有功功率。 ，电工技术基础与技能电工技术基础与技能高

20、等教育出版社高等教育出版社1.1.三相交流电路的功率：三相交流电路的功率：【课堂小结课堂小结】【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的8.38.3cos3LLIUP sin3LLIUQ LLIUS322QPS电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第四节第四节 用电保护用电保护【学习目标学习目标】 1. 1.掌握保护接地的方法，了解其原理与应用。掌握保护接地的方法，了解其原理与应用。 2.2.理解保护接零的原理，了解其应用。理解保护接零的原理，了解其应用。 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观

21、察与思考】你知道为什你知道为什么电动机工么电动机工作时必须可作时必须可靠接地？靠接地？你知道这你知道这个孔有什个孔有什么作用吗？么作用吗？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社l用电保护用电保护1.1.用电设备的保护接地用电设备的保护接地 将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳及金属支架与大地作电将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳及金属支架与大地作电气连接，称为气连接，称为保护接地保护接地。保护接地主要应用在中性点不接地的供电系。保护接地主要应用在中性点不接地的供电系统中。统中。中性点不直接接地的供电系统危险性中性点不直接接地的供电系统危险性保护接地措施保护接地措

22、施电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社l用电保护用电保护2.2.用电设备的保护接零用电设备的保护接零 将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳及金属支架与供电系统将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳及金属支架与供电系统的中性线连接，称为的中性线连接，称为保护接零保护接零。保护接零主要应用在中性点直接接地。保护接零主要应用在中性点直接接地的三相四线制供电系统中。的三相四线制供电系统中。保护接零的安全作用保护接零的安全作用电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社l用电保护用电保护小提示：小提示：接地和接零不能混用接地和接零不能混用当当M2发生碰壳

23、发生碰壳事故时，若人事故时，若人同时触到接地同时触到接地设备外壳和接设备外壳和接零设备外壳，零设备外壳，人体将承受相人体将承受相电压电压电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社l用电保护用电保护3. 3. 使用漏电保护装置使用漏电保护装置 漏电保护装置的作用是防止由漏电引起的触电事故和漏电保护装置的作用是防止由漏电引起的触电事故和单相事故；其次是防止由漏电引起的火灾事故以及监视单相事故；其次是防止由漏电引起的火灾事故以及监视或切除一相接地故障。有的漏电保护装置还能切除三相或切除一相接地故障。有的漏电保护装置还能切除三相电动机的断相运行故障。电动机的断相运行故障。电工技术

24、基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社1.1.用电设备的保护接地用电设备的保护接地2.2.用电设备的保护接零用电设备的保护接零3.3.使用漏电保护装置使用漏电保护装置【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的8.48.4教材中思考与练习第教材中思考与练习第1 1、2 2、3 3题题 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社实训项目十二实训项目十二 三相对称负载星形联三相对称负载星形联 结电压、电流的测量结电压、电流的测量【学习目标学习目标】 1. 1.掌握三相负载星形联结方法。掌

25、握三相负载星形联结方法。 2.2.掌握三相对称负载星形联结电压、电流的测量掌握三相对称负载星形联结电压、电流的测量方法与步骤。方法与步骤。 3.3.进一步了解中性线的作用。进一步了解中性线的作用。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务一任务一 对照原理图，识别元器件对照原理图，识别元器件1.1.电气原理图电气原理图三个灯泡作星形联结时的电气原理图三个灯泡作星形联结时的电气原理图由三相四线制由三相四线制电压、三个完电压、三个完全对称的灯泡、全对称的灯泡、三个交流电流三个交流电流表组成表组成 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务一任务一

26、 对照原理图，识别元器件对照原理图，识别元器件2.2.元器件识别元器件识别搭接电路前，可搭接电路前，可对照左表逐一识对照左表逐一识别各元器件。别各元器件。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务二任务二 电路连接与检查电路连接与检查1.1.连接电路连接电路零线（零线（N）根据电路原理图根据电路原理图在实验台上搭接在实验台上搭接电路，如右图所电路，如右图所示。示。2.2.检查检查用万用表的电阻挡用万用表的电阻挡对所连接电路进行对所连接电路进行短路或断路的检查，短路或断路的检查，直到电路连接正确直到电路连接正确为止。为止。小提示：小提示：电流表应选择交流电流表。交电流表

27、应选择交流电流表。交流电流表的量程应大于电路中的被测电流值，流电流表的量程应大于电路中的被测电流值，使用前必须先进行估算。使用前必须先进行估算。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务三任务三 线路中电压与电流的测量线路中电压与电流的测量1.1.测量有中性线时各相负载的电流与电压测量有中性线时各相负载的电流与电压操作步骤：操作步骤：检查电路连接无误后，接通三相电源，此时，三个小灯泡均点亮，检查电路连接无误后，接通三相电源，此时，三个小灯泡均点亮，如果不是，再次检查电路连接的可靠性。如果不是，再次检查电路连接的可靠性。根据电流表指针偏转情况，正确读出各相负载中流过电流

28、根据电流表指针偏转情况，正确读出各相负载中流过电流 I IU U、I IV V和和I IW W的大小，将测量结果填入相应技训表。的大小，将测量结果填入相应技训表。用电压表或万用表的交流电压挡分别测出各相负载两端的相电压用电压表或万用表的交流电压挡分别测出各相负载两端的相电压U UU U、U UV V和和U UW W，将测量结果填入相应技训表。，将测量结果填入相应技训表。用电压表或万用表的交流电压挡分别测出线电压用电压表或万用表的交流电压挡分别测出线电压U UUVUV、U UVWVW 和和U UWUWU，将测量结果填入相应技训表将测量结果填入相应技训表电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育

29、出版社高等教育出版社任务三任务三 线路中电压与电流的测量线路中电压与电流的测量2.2.测量无中性线时各相负载的电流与电压测量无中性线时各相负载的电流与电压操作步骤：操作步骤：在切断电源的情况下，断开三相四线制中的中性线。在切断电源的情况下，断开三相四线制中的中性线。重复以上重复以上 、步骤。、步骤。三相对称负载星形联结时电压与电流测试技训表三相对称负载星形联结时电压与电流测试技训表电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【实训小结实训小结】 把把“三相对称负载星形联结电压、电流测量三相对称负载星形联结电压、电流测量”的方法与步骤、收获的方法与步骤、收获与体会及实训评价填入实训小结表与体会及实训评价填入实训小结表 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社THINK YOU !