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有一种爱叫放肆选择
2017-09-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《三相交流电源.docdoc》,可适用于综合领域

三相交流电源doc三相交流电一、教学目标、了解三相交流电的产生。、理解三相正弦量、相序的概念。、了解中性线的概念。二、教学重点、难点分析重点:、三相电路中相电压、线电压的关系。难点:同重点。三、教具正弦交流电的产生示教模型三相交流发电机模型灵敏电流计交流电压表三相电路示教板电池小灯泡安培表伏特表等(电化教学设备。四、教学方法演示法、讲授法多媒体课件。五、教学过程导入一、复习提问通过提问讨论的方式共同复习“正弦交流电的产生”过程以及正弦交流电的重要的参数及表示方法提问:(在交流电产生的过程中矩形线圈转到什么位置时线圈中的电流最大,什么位置电流为零,(线圈平面平行磁感线:中性面)(两个完全相同的交流发电机其矩形线圈也以相同的转速匀速转动那么这两个发电机所产生的交变电动势有何异同,(交变电动势的频率、最大值相同达到最大值的时刻不同)(如果把三个相同的矩形线圈固定在同一轴上并使之在匀强磁场中转动这三个线圈是否都产生电动势,为什么,(产生穿过每个线圈回路的磁通量都发生变化)二、引入三相交流电三相交流电路的优点:、三相交流发电机的铁心及电枢磁场较单相发电机利用充分、作为三相交流电负载的三相电动机比单相电机性能好易维护运转时比单相发电机的振动小、理论和实践证明:在输电距离、输送功率、电压相等的条件下三相输电是单相输电所用导线量的四分之三、采用三相四线制输电用户可得两种不同的电压、工农业生产大量使用交流电动机三相电动机比单相电动机性能平稳可靠。II新课VV三相交流电源:简言之三相交流电••源是三个单相交流电源按一定方式的组SSWWUU••••合这三个单相交流电源的频率相同、大小相等相位彼此相差。一、三相交流电动势的产生NN(三相交流电的产生(UUWW利用“提问”引入新课出示三相交VV流模型发电机简介其构造后演示三相图三相交流发电机原理示意图交变电流的产生:将三个灵敏电流计分别接到发电机的三个线圈上摇动发电机的线圈三个灵敏电流计都将摆动(归纳实验现象说明:三个线圈均能产生交变电动势(电流计指针来回摆动)(引导学生比较单、三相交流发电机的异同(()单相交流发电机和三相交流发电机单相发电机:只有一个线圈产生一个交变电动势。三相发电机:有三个互成的线圈(分别用UUVVWW)产生三个交变电动势(对应三个线圈为e、e、e)每个线UVW圈产生交变电动势的原理跟单相发电机的原理相同。三相交流发电机原理示意图如图。()三相交变电流的特点重做三相交变电流产生的演示实验摇动线圈尽量均匀(让学生仔细观察三个电流计指针摆动的情况并让学生思考:三个电流计指针摆动情况有何异同,它们所反映的三个交变电动势有何异同,引导学生分析:三个交变电动势的特点:频率相同、最大值相同、达到最大值的时刻依次落后三分之一周期的形成原因以e为参考正弦量则三相电动势的瞬时表达式为U,e,EsintUm,,e,Esin(t,)Vm,e,Esin(t),Wm(式)()三相交变电流的图像先依据正弦交变电流的图像画出U相交变电动势的图像然后让学生运用之前学习的相位差的知识在同一坐标系绘出落后T和T周期的W相和V相交变电动势的波形图。图像直观地表达了三相交变电流各相电动势的异同。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。从图中可以看出e超前达最大值又超前达最大值这种UUVWU的顺序叫正序若相序位UWVU叫负序。图对称三相电动势的波形图和旋转式量图二、三相四线制电源在低压供电系统(市电V)中常采用三相四线制供电把三相、W连结成一个公共端点叫做中性点(零点)绕组的末端U、V用N表示如图所示。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U、V、W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。这种供电系统称作三相四线制用符号“Y”表示。、相电压U与线电压UPL各相线与中性线之间的电压叫相电压分别用表示U、U、UUVW其有效值。相线与相线之间的电压叫做线电压其有效值分别用U、U、UVVWU表示。WU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U是由首端UU指向中点N线电压的方向如电压U是由首端U指向首端V。UVUUUUUUUUU端线端线端线端线端线端线端线端线((((((((火线火线火线火线火线火线火线火线))))))))端线端线端线端线端线端线端线端线((((((((火线火线火线火线火线火线火线火线))))))))ULLLLLLLLLL端线(火线)端线(火线)–––––––UUUUUUUUUUWWWWWWWWWWNNNNNNNNNN中线中线中线中线中线中线中线中线中线(((((((((零线零线零线零线零线零线零线零线零线)))))))))中线中线中线中线中线中线中线中线中线(((((((((零线零线零线零线零线零线零线零线零线)))))))))中线(零线)中线(零线)–––––––––WWWWWWWWWW––––––––––VVVVVVVVVVeeeeeeeeeeeeeeeeeeeVVVVVVVVVVLLLLLLLLLL中点中点LLLLLLLLLL图三相四线制电源图三相四线制电源电压旋转式量图、相电压与线电压之间的关系三相电源Y型联结时的电压旋转式量图如图所示。三个相电压,大小相等在相位上相差。三个相电压互相对称。故两端线U和V之间的线电压应该是两个相应的相电压之差即u,u,uUVUVu,u,uVWVWu,u,uWUWU(式)线电压的大小利用几何关系可求得为,U,Ucos,UUVUU同理可得:U,UU,UVWVWUW结论:三相电路中线电压的大小是相电压的倍其公式为U,ULP(式)可以看出线电压U、U、U分别超前相应的相电压U、U、U。UVVWWUUVW,三个线电压彼此间相差线电压也是对称。我们平常讲的电源电压为V即是指向电压将电源电压为V既是指线电压。三(三相电源的三角形联结三角形联结就是把发电机个绕组中一个绕组的末端与相邻另一个绕组的始端依次联结构成一个闭合回路然后再从个连接点引出根导线向外送电。这种供电公司称为三相三线制供电电路。图三相电源的三角形联结线电压等于相电压三个绕组构成一个回路UUUUUUUU,,,,,,,一般表示为UVUVWVWUWLP,,一般来说三相是称的其三相对称电动势瞬时值的代数和或有效值eee=UWV的向量和是等于零。或EEE,UVWIII小结、对称三相电动势有效值相等频率相同各相之间的相位差为,。、三相四线制的相电压和线电压都是对称的。,、线电压是相电压的倍线电压的相位超前相应的相电压。IV作业略。三相负载的连接一、教学目标、掌握三相负载星形的产生。、理解三相正弦量、相序的概念。、了解中性线的作用。二、教学重点、难点分析重点:负载为Y和接法的三相对称电路的求解方法。难点:三相电路中相电流、线电流的关系。三、教具电化教学设备。四、教学方法讲授法多媒体课件。五、教学过程复习提问复习上一节所学三相电路中相电压、线电压及其之间的关系。II新课三相电路中的三相负载可分为对称三相负载和不对称三相负载。各相负载的大小和性质完全相同的教对称三相负载各相负载不同的教不对称三相负载。在三相电路中负载有星型(Y型)和三角形()两种连接方式一、三相负载的星型联结、连接方式把各相负载的末端连在一起接到三相电源的中性线上把各相负载的首端分别接到三相交流电源的三根相线上这种连接方法叫做三相负载有中性线的星形联结用Y表示。如图所示。负载星形联结时其线电压与相电压的关系:U,ULYP(式,)式中U负载作星形联结时的相电压YP图三相负载星形联结的电路、电路计算负载作星形联结并具有中性线时三相交流电路的每一相就是一个单相交流电路所以各相电压与电流间数量及相位关系可应用第五章学习的单相交流电路的方法处理。A(相电流UYPI,I,I,I,YPUVWzP(式,),各相电流之间的相位差为。B(线电流三相负载星形联结每相负载都串在相线上相线和负载通过同一个电流所以各相电流等于各线电流。I,ILYP)(式,C(中性线i,iii流过中性线的电流为NUVW,对称负载星形联结其各相相电流大小相等相位相差作旋转矢量图分析可的三个相电流的旋转矢量和I,Ni,即三个相电流瞬时值之和为:N注意:I,III,、对称负载作星形联结时NUVW中性线电流为零去掉中性线电路也可正常工作。为此某些场合常采用三相三线制电路供电如三相电动机和三相变压器。I,III,、不对称星形负载的三相电路。NUVW中性线电流不为零中性线不可去掉要为电流提供通路必须采用带中性线的三相四线制供电。更重要的是要保证每相负载两端的电压等于电源的相电压。中性线的作用就在于使星形联结的不对称负载的相电压对称。为了保证负载的相电压对称就不应让中性线断开。因此中性线内不准接入熔断器和闸刀开关。二、三相负载的三角形()联结、连接方式把三相负载分别接到三相交流电源的每两根相线之间负载的这种连接方法叫做三角形联结用符号“”表示。如图所示。图三相负载作三角形联结三角形联结中相电压与线电压相等。U,U,P,L(式)、电路计算A(相电流对称三相电源作用下对称负载的各相电流也使对称的ULI,I,I,UVVWWUzUV,各相电流间的相位差仍为。B(线电流当对称三相负载作三角形联结时线电流的大小为相电流的倍I,I,L,P(式,)图对称三角形负载的电流、电压旋转矢量图其相位关系如图所示III例题讲解巩固练习略(见教材例题、例题)IV小结、对称负载Y形联结在三相四线制电路线电压U是负载相电压U的倍即LYPU,ULYPUYPA(相电流各相电流大小相等I,I,I,I,且相位YPUVWzP,差为。I,IB(线电流线电流等于相电流。LYP、对称负载形联结负载做形联结时只能形成三相三线制电路。显然不管负载是否对称(相等)电路中负载相电压U都等于线电压U即,PLU=U,PLULA(相电流各相相电流大小相等即且相I,I,I,UVVWWUzUV,位差为。I,IB(线电流线电流的大小为相电流的倍即线电流,L,P,滞后对应相电流。、中性线的作用。V作业略。三相电路的功率一、教学目标、掌握三相功率的计算。二、教学重点、难点分析重点:对称三相交流电路功率的计算。难点:同重点。三、教具电化教学设备。四、教学方法讲授法多媒体课件。五、教学过程复习巩固复习上节知识通过讲解课后习题复习“三相负载分别作Y联结、联结时的相电压、相电流、线电压、线电流的关系”。II新课三相交流电路中每一相负载所消耗的功率可以应用单相正弦交流电路中学过的方法计算。,cos,已知各相电压、相电流及功率因数λ()的值则负载消耗总功率为P,UIcosUIcosUIcos,,,UUUVVVWWW所以对称三相交流电路中负载所消耗的总功率可以写成P,UIcos,PPP(式,)式中U负载的相电压单位是伏特符号为VPI流过负载的相电流单位是安培符号为AP相电压与相电流之间的相位差单位是弧度符号为rad,P三相负载总的有功功率单位是瓦特符号为W。由上式可知对称三相电路总有功功率为一相有功功率的三倍。实际工作中测量线电压、线电流较为方便三相电路总功率常用下式计算P,UIcos,LL(式,)注意:、对称负载为星形活三角形联结式线电压是相同的相电流是不相等的。三角形联结时的线电流为星形联结时线电流的倍。,、仍然是相电压与相电流之间的相位差而不是线电压与线电流之间的相位差。也就是说功率因数是指每相负载的功率因数。、同单相交流电路一样三相负载中既有耗能元件又有储能元件。三Q,UIsin,相电路的无功功率为LL,)(式S,UI视在功率为LL(式,)S,PQ三者间的关系为(式,)III例题讲解巩固练习【例题】有一对称三相负载每相电阻为R=,电抗X=,三相电源的线电压为U=V。求:()负载做星形联结时的功率PLY()负载做三角形联结时的功率P。,RZ,,,解:每相阻抗均为功率因数,,cos,,,Z()负载做星形联结时:UL相电压U,,VYPUYP线电流等于相电流I,I,,AYLYPZP,UIcos,,kW负载的功率YYLYL()负载做三角形联结时:相电压等于线电压U=U=V,P,LU,PI相电流,,A,LZ线电流I=I=A,L,PP,UIcos,,kW负载的功率,,L,L为P的倍。YIV小结三相负载的有功功率等于各相功率之和即P=PPP在对称三相电路中无论负载是星形联结还是三角形联结由于各相负载相同、各相电压大小相等、各相电流也相等所以三相功率为P,UIcos,UIcos,,PPLL其中,为对称负载的阻抗角也是负载相电压与相电流之间的相位差。V作业略。安全用电一、教学目标、了解安全用电常识。、掌握常用安全用电措施。二、教学重点、难点分析重点:、安全用电常识及相关防护措施。难点:同重点。三、教具电化教学设备。四、教学方法讲授法多媒体课件。五、教学过程复习巩固复习:我国市电供电电压、频率三相负载分别作Y联结、联结时的相电压、线电压等。随着科学的发展家用电器大量普及现代生活已离不开电。但由于人们缺乏对对安全用电知识的了解电气事故不断发生给国家、个人带来不可挽回的损失。因此学习安全用电常识是十分必要的。II新课一、电气事故、电流伤害由于违反操作规程接近或接触带电体是电流通过人体发生触电事故轻者受伤重者死亡。实践证明频率为,Hz的电流最危险。若人体通过mA的工频电流就会有生命危险。当通过人体的电流为至mA电击时间为l,min触电者会出现心跳不规律血压上升强烈痉挛知觉消失。当通过人体的电流为,mA电击时间超过(s触电者可能发生心室纤颤知觉消失以至死亡。触电对人体的伤害程度主要由通过人体的电流来决定。通过人体电流的大小与触电电压大小和人体电阻有关。一般情况下人体电阻约为Ω当皮肤出汗时电阻还要低。一般情况下规定V以下电压为安全电压。如果在金属架或潮湿的场所工作那么安全电压等级还要降低通常为V或V。、电磁伤害人体在电磁场的作用下可吸收辐射能量。当电磁场的强度高到一定数值时就会对人体组织造成不同程度的伤害。、静电伤害静电有对人有利的一面也有对人们有害的一面其主要危害有引起爆炸和火灾造成电击和影响生产等。因此在人们不希望有静电而出现静电时就要采取措施防止它的产生或使静电小到一定程度尽量减少危害。、电路故障在电路故障发生的同时可能伴有人身事故或其它事故的发生。例如短路故障可能引起火灾或爆炸架空线的断落可能造成人身伤亡等。、雷电伤害一次雷电放电电流可达几千安至几百千安持续时间可达μs,μs具有相等大的破坏力。二、触电方式触电方式指电流流过人体时对人体产生的生理和病理伤害。发生触电的原因很多常见触电方式有单相触电和两相触电。、单相触电当人的一只手接触到一相带电体时就会发生单相触电此类触电事故约占总触电事故的以上。当低压电网中性点接地时作用于人体的电压达V触电示意图。图单相触电图两相触电、两相触电如图所示当人的两只手同时接触两相带电的导线时不论低压电网的中性点是否接地都会发生两相触电事故。此时作用于人体的电压达V。、跨步电压触电如图所示当带电的电线断落在地面上(或接地点通过导体时)地表面上即呈现电位电位随接地点距离而下降但人或耕畜的脚与脚之间同时踩在带有不同电位的地表面两点时会引起跨步电压触电其最大值可达V。发生这种触电事故的次数虽然不很多但因此类触电而电死图跨步电压触电图接触电压触电耕畜的事故常有发生人们遇到这种危险场合应立刻合拢双脚跳出接地点m之外这就可以保障人身安全。、接触电压触电如图所示虽然电气设备安装了接地保护装置但是由于接地装置布置不合理造成电位分布不均匀而形成一个电位分布区域在此区域内人体与带电设备的外壳相接触时便会发生接触电压触电。接触电压等于相电压减去人体站立地面电压。人体站立点离接地点越近则接触电压越小反之就越大。当站工点距离接地点m以外此时地面电压趋于零最大接触电压等于电气设备的对地电压即V。三、常用的安全用电防护措施为防止发生触电事故除注意相线必须进开关导线与熔体选择合理外还必须采取以下防护措施。、正确安装使用用电设备。、电气设备的保护接地。、电气设备的保护接零。、采用各种安全保护用具。III提问重复重点巩固练习略。IV小结、常见电气事故。、常见触电方式及紧急处理方法。、常用的安全用电防护措施。V作业略。

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