《电工基础》教案6-1三相交流电源

第周第课时月日课题三相交流电源

知识目标1．了解三相交流电的产生。

2．了解中性线的概念。理解三相正弦量、相序的概念。

能力目标理解三相正弦量、相序的概念。

教学内容及组织教法

[课题引入]

1、提问相关知识

2、引入本节课题

[新课内容]（以讲解为主）

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。三相交流发电机的原理示意图，如图6—1所示。它的主要组成部分是定子和转子。转子是转动的磁极，定子是在铁心槽上放置三个几何尺寸与匝数相同的线圈(称做定子绕组)，它们排列在圆周上的位置彼此相差的角度，分别用U l—U2，V l—V2，W l—W2表示。U l、V l、W l表示各相绕组的首端，U2、V2、W2表示各相绕组的末端。各相绕组的电动势的参考方向规定为由线圈的末端指向始端。

当原动机(汽轮机、水轮机等)带动转子顺时针以角速度w匀速转动时，就相当于定子每相绕组以角速度w逆时针匀速旋转，作切割磁感线运动，因而产生感应电动势e U、e V、e W。由于三个绕组的结构相同，在空间相差的角度，因此e U、e V、e W三个电动势的振幅相同，频率相同，彼此间的相位差为警。以e U为参考正弦量，则三相电动势的瞬时表达式为

它们的波形图和旋转矢量图如图6—2所示。

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。从上图中可以看出，e U超前e V、e W达最大值，e V又超前e W达最大值，这种U—V—W一U的顺序叫正序，若相序为U—W—V—U叫负序。

在电工技术和电力工程中，把这种有效值相等、频率相同、相位上彼此相差竽的三相电动势叫做对称三相电动势，供给三相电动势的电源就叫做三相电源。产生三相电动势的每个绕组叫做一相。

二、三相四线制电源

三相电源本来具有U l、V1、W l、U2、V2、W2六个接头，但是在低压供电系统中常采用三相四线制供电，把三相绕组的末端U2、V2、W2连接成一个公共端点，叫做中性点(零点)，用N 表示，如图6—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。这种供电系统称做三相四线制，用符号“Yo’表示。

三相四线制供电系统可输送两种电压，即相电压与线电压．各相线与中性线之间的电压叫做相电压，分别用U U、U V、U W表示其有效值。在发电机内阻可以忽略的情况下，相电压在数值上与各相绕组的电动势相等。各相电压间的相位差也是l20o()，因此三个相电压也是相互对称的。

相线与相线之间的电压叫做线电压，其参考方向如左下图中u UV、u VW及u WU所示，用U UV、U VW、U WU表示其有效值。它们与相电压之问的关系为

作出Mu、uv、Mw的旋转矢量图，如右下图所示。然后，应用平行四边形法则，可以求出线电压

即得线电压UUV与相电压UU间的关系为

同理可求得

一般线电压用U L表示，相电压用U P表示，线电压与相电压之间的数量关系可以写成

从优上图还可以看出线电压Uuv、Uvw、Uwu分别超前相应的相电压Uu、Uv、Uw30o，三个线电压彼此间相差等，线电压也是对称的。

通过以上讨论可知：

(1)对称三相电动势有效值相等，频率相同，各相之问的相位差为。

(2)三相四线制的相电压和线电压都是对称的。

(3)线电压是相电压的倍，线电压的相位超前相应的相电压。

下图是三相四线制低压配电线路，接到动力开关上的是三根相线，它们之间的线电压

u＝380V。接到照明开关上的是相线和中性线，它们之间的相电压。

[复习与巩固]

1、复述本节要点

2、练习

[作业] 略

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