5.1 三相正弦交流电源 教学讲义 -2023-2024学年高一下学期（中职）物理（高教版·第3版）《电工电子技术与技能》

5三相正弦交流电路 【课题】 5.1三相正弦交流电源 【教学目标】 知道三相电源的概念。 【教学重点】 1.三相交流电源的概念。 2.三相四线制供电方式。 【教学难点】 三相四线制供电线电压与相电压关系及矢量图。 【教学过程】 【一、复习】 1.单相正弦交流电基本概念。 2.正弦交流电旋转矢量表示法。 【二、引入新课】 从理论上讲，把三个单相正弦交流电按一定方式连接起来，就可以构成三相交流电源， 但实际工作中，它是由三相交流发电机产生的。 【三、讲授新课】 5.1三相正弦交流电源 1.三相交流电源：三个幅值相等、频率相同、相位互差23π(120°)的单相交流电源按 规定的方式组合而成的电源。 2.三相交流电路（简称三相电路）：由三相交流电源与三相负载共同组成的电路。 3.星形联结（也称为Y形联结）：连接方式如图5.1所示。电源对外有四根引出线， 这种供电方式称为三相四线制。 U1 U2 HUV N ON uyw +oW 图5.1三相电源的星形联结 4.中性点：在图51所示三相四线制供电电源中，将三个绕组的末端U2、V2、W2连 接在一起的点。实际应用中常将该点接地，所以也称为零点。 5.中性线：从中性点（或零点）引出的导线，也称零线、地线。用字母N表示。 6.相线（端线）：三个绕组的始端引出的导线，也称火线。分别用字母U1、V1、W1 表示。 7.三相三线制：如果只将三相绕组按星形联结而并不引出中性线的供电方式。 8.相电压：将负载连接到每相绕组两端（即连接在端线和中性线之间），负载可得到 的电压，用U表示。其正方向规定由绕组始端指向末端，其瞬时值表达式为 hu=√2 sin t uy =2 Upsin t- π) 3 uw =v2 Upsin t- 2 元) 3 其波形图和矢量图如图5.2所示。 (a)波形图 (b)矢量图 图52三相电源相电压波形和矢量图 9.线电压：将负载连接到两相绕组端线之间（任意二根端线之间），负载得到到的电 压，用表示，其瞬时值表达式为 Huv Uu -lv lyw ty -lw uwu tiw-tu 用矢量法进行计算 Uuy =Uu-Uv U vw Uv-Uw Uwo =Uw-Uu 矢量图如图5.3所示。 -Uw 16 U U6 -UwNUvw 图5.3三相电源相电压、线电压的关系 10.相电压和线电压关系 Uuy =3Uu Uyw =3Uv Uwu =3Uw 或 UL=3UP 结论： (1)三个线电压有效值相等，都等于相电压的3倍，在相位上分别超前对应的相电压 16元。各线电压的相位差亦是23π(120°)。 (2)三相四线制供电方式，不但相电压对称，而且线电压也是对称的。 [例5.1】三相四线制供电系统，已知相电压为220V,试求线电压为何值？ [解] U=3Up=3×220V=380V 【四、小结】 1.三相交流电源是指三个频率相同、最大值相同、相位互差120°的单相交流电源按一 定方式组合成的电源系统。 2.三相交流电源的三相四线制供电系统可提供两种等级的电压：线电压和相电压。其 关系为：U=3Up,各线电压超前对应的相电压30°。 3,线电压：任意两根端线之间的电压。 4.相电压：任意一根端线与中性线之间的电压。 【五、习题】 三、填空题：1、2。