6.1认识三相交流电-教案

模块六：三相交流电

二、新课讲授

（一）三相交流电动势的产生：

三相交流电动势是由三相交流发电机产生的。

1.三相交流发电机的结构。

（1）依据三相交流发电机的示意图可以得知，三相交流发电机主要由定子和转子两部分组成。

（2）转子L是电磁铁，其磁极表面的磁场按正弦规律分布。

（3）定子：铁芯中嵌放着三个在尺寸、匝数和绕发上完全相同绕组，三相绕组始端分别用U1,V1,W1表示，末端分别用U2,V2,W2表示，它们分别为U相、V相、W相。三个绕组在空间位置上彼此相隔

120°。

图 1 三相交流发电机的示意图

2.原理：

当转子在原动机带动下以角速度ω作逆时针匀速转动时，三相定子绕组依次切割磁感线，产生三个对称的正弦交流电动势。

3.三相交流电动势的表示方法

（1）解析式：

（2）波形图：

图 2 三相交流电动势的波形图

（3）向量图：

（见下一页）

图 3 三相交流电动势的向量图

4.相序的概念

三个交流电动势到达最大值（或零）的先后次序称为相序。每相电动势的正方向是从线圈的末端指向始端，即电流从始端流出时为正，反之为负。

【课堂练习】

1.相序判断：

（1）V-W-U-V（）

（2）W-V-U-W（）

2.演示实验：

（1）用小型实验电动机，按教材图6-5所展示的两种方式接线，采用直接启动的方法观察电动机的旋转方向。

思考：

依据三相对称交流电动势的向量图判断，三相电压向量值和是多少？

（二）三相四线制

连接方法：

将发电机三个绕组的末端连接在一起，成为一个公共端点，该断电称为“中性点”，用符号“N”表示。从中性点引出的输出线北称为中性线。中性线通常与大地相接，并把接地的中性点称为零点，而把接地的中性线零线。图4所示，为三相四线制电路。

图 4 三相四线制电路

在工程上，从三个绕组的初始端引出的输电线称为相线，俗称火线。U、V、W三根相线分别用黄、绿、红三种颜色座位标志。有时候为了简便，常不画发电机的绕组连接方式，只画四根输电线表示相序。

图 5 三相四线制电路的简易示意图

相电压与线电压的概念：

相电压：相线与相线之间的电压，称线电压。

线电压：相线与中性点之间的电压，称相电压。

相电压与线电压的向量关系：

从图6可以看处，线电压总是超前于相对应的相电压30°。

图 6 三相四线制线电压与相电压的向量图

由此可以得出：

三个相电压只有在对称时其和为零，而线电压无论对称与否其和均为零，即：

利用几何知识可以得到：

【操作练习】

知道学生用袁永标从电工实训台、配电屏、配电箱等处对三相电源的线电压和相电压进行测量。

提示：三个相电压只有在对称时其和才为0，而线电压无论对称与否，其和均为0。

（三）三相五线制供电

用途：用于民用建筑的保护接零。

接法：在现象四线制的基础上，设置有专门的保护零线，即地线，也称为PE 线。

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