6.1认识三相正弦对称电源(课件）-高二《电工技术基础与技能》同步教学（电子工业版）

　项目 六 认识三相正弦交流电路 在生活中，如果仔细观察，就会发现马路旁电线杆上的电线共有四根，这是因为电线杆上架设的是三相交流电的输电线。目前，世界上的电力系统绝大多数采用三相交流电路。三相交流电与单相交流电相比具有很多优越性：在用电方面，三相电动机结构简单，价格便宜，性能好，是生产中所使用的主要动力设备；在输送电能方面，相同条件下比单相输电节约线材。而实际上，单相电源就是取自三相电源的其中一相。因此，我们应当学习有关三相交流电的知识。 任务一 认识三相正弦对称电源 任务二 三相负载的连接 任务三 计算三相电路的功率 项目评价 项目小结 思考与练习 任务一　认识三相正弦对称电源 　 　 /// /// 任务分析 三相交流电源是由三相交流发电机产生的，那么三相交流电源有什么特点？电源又有什么样的连接形式呢？下面开始本任务的学习。 一、三相交流发电机 相关知识 在现代电力系统中，电能从产生、输送到分配和应用，都采用三相交流电路。三相交流电路比单相交流电路经济，并具有更高的效率。三相交流电路（三相电路）是指由三个频率相同、幅值相等而相位依次相差120°的交流电源所组成的电源供电系统。组成三相交流电路的每一个单相电路称为一相。 　 　 /// /// 三相交流电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。三相交流发电机主要由定子和转子组成。定子上装有三个独立而相同的线圈，在空间位置上各相差120°，称为三相定子绕组。三相绕组的始端分别用U1、V1、W1表示，末端分别用U2、V2、W2表示。转子是转动的一对N、S磁极，一般由直流电通过励磁绕组产生恒定的磁场。当原动机（汽轮机、水轮机等）带动转子按顺时针方向匀速旋转时，三相定子绕组即切割转子磁场感应出三个频率相同、幅值相等而相位依次相差120°的正弦电动势，称为三相正弦对称电源。 图6-1　三相交流发电机的原理示意图 　 　 /// /// 二、三相交流电压 如果选定各相电动势的正方向为从线圈的末端指向始端的方向，以相电压U作为参考电压，则U、V、W三相电动势的瞬时值表达式eU、eV、eW为 三相对称交流电动势的波形图如图6-2所示。 图6-2　三相对称交流电动势的波形图 四、三相电源的星形连接 如图6-3（a）所示，把发电机三相绕组的末端U2、V2、W2连接在一起的接法称为星形连接，连接点称为中性点N。由中性点引出的导线称为中线或零线，用黑色或白色表示。从三相绕组的始端U1、V1、W1引出的三根导线称为相线（俗称火线），分别用L1、L2、L3表示。这种供电方式又称三相四线制供电。三相电源在进行星形连接时，绕组可以省略不画，如图6-3（b）所示。 　 　 /// /// 三、三相交流电的相序 三相电动势随时间按正弦规律变化，其到达最大值的先后顺序称为三相电动势的相序。由图6-2可以看出，eU超前eV、eW首先达到最大值，eV超前eW达到最大值，这种U-V-W-U的相序称为正相序。如果交流发电机的转子按逆时针方向旋转，则其相序为U-W-V-U，称为负相序。 在供电电路中，相序一旦确定（通常采用正序），就不可随意改变，并在配电母线上涂上黄、绿、红三种不同颜色，分别表示U相、V相和W相。 五、线电压与相电压 在三相四线制供电系统中有两种电压：相电压与线电压。 电源每相绕组始端和末端之间的电压称为相电压，也即各相线与中线之间的电压，如图6-3（b）所示。相电压的瞬时值用uU、uV、uW表示，有效值用UU、UV、UW表示。相电压在数值上与各相绕组的电动势相等，各相电压之间的相位差为120°，因此，三个相电压是相互对称的。 　 　 /// /// （a）　　　　　　　　　　　　　　 （b） 图6-3　三相电源 　 　 /// /// 一、测量三相电源的相电压 用万用表测量实训室台上提供的三相电源的相电压，将结果填入表6-1中。 技能训练 二、测量三相电源的线电压 用万用表测量实训室台上提供的三相电源的相电压，将结果填入表6-2中。 任务二　三相负载的连接 　 　 /// /// 任务分析 在三相交流电路中，三相电源为星形连接，三相负载可以连接为星形和三角形两种形式，两种不同的电路连接形式中，相电压与线电压的关系，相电流与线电流的关系分别是什么？这是本任务要解决的问题。 相关知识 一、三相负载的星形连接 如图6-5（a）所示，把各相负载的始端U1、V1、W1分别接到三相电源的三根相线上，把各相负载的末端U2、V2、W2连在一起接到三相电源的中线上，这种连接方式称为三相负载的星形接法，用符号“Y ”表示。 　 　 /// /// 图6-5　三相负载的星形连接 图6-5（b）为三相负载星