项目六 任务5认识三相正弦交流电路（课件）- 高一《电工技术基础与技能》同步教学（哈工程·2020）

正弦交流电 项目六 任务五 认识三相正弦交流电路 （1）了解三相交流电的产生过程和特点。 （2）掌握三相电源的接法。 （3）掌握三相负载的两种接法：星形连接和三角形连接。 （4）掌握三相四线制及线电压与相电压的关系。 （5）认识安全用电的重要性。 学习目标 根据电磁感应原理制成发电厂的发电机，那么发电厂的发电机具体是什么样的？ 任务引入 一、三相交流电 在输电距离、输送功率、功率因数等条件相同的情况下，三相交流电比单相交流电经济得多。而且三相交流发电机结构简单、便于维护，三相输电线要比单相输电节约材料。因此，在生产实践中我们广泛三相交流电。 在定子（图 6-28）中放入三个线圈，彼此相差 120°。当转子旋转时，线圈切割磁力线，产生三个单相电动势。这样最大值相等、频率相同、相位互差 120°的三个正弦交流称为三相交流电。由三相对称电源组成的电源称为三相对称交流电源（图 6-29）。 知识点 三相电动势到达最大值的先后次序称为相序。三相交流发电机每相绕组有两个端点，在实际应用中常把三个末端连在一起，成为一个公共端，用 N 表示，N 点称为中性点或零点，如图 6-30 所示。 从中性点引出的输电线称为中性线或零线，通常接地。从三相绕组的首端 U1、U2、U3 引出的三根输电线，称为三相电源的端线或相线，俗称火线，常用 L1、L2、L3 标出。有中性线的三相供电方式称为三相四线制。为了简化电路图，在画输电线路时，电源三相绕组可不画，只画输电线，如图 6-31 所示。 三相四线制供电系统可以提供两种电压。一是线电压，即任意两个相线之间的电压，380 V ；一是相电压，即相线和中线之间的电压，220 V。如图 6-32 所示。 知识链接 三相电压 因为三相交流电源的三个线圈产生的交流电压相位相差120°，三个线圈作星形连接时，线电压等于相电压的根号3倍。我们通常讲的电压是220伏，380伏，就是三相四线制供电时的相电压和线电压。 我国日常电路中，相电压是220V，线电压是380V（380=×220）。工程上，讨论三相电源电压大小时，通常指的是电源的线电压。如三相四线制电源电压380V，指的是线电压380V。 相交流电依次达到正最大值（或相应零值）的顺序称为相序（phase sequence），顺时针按A-B-C的次序循环的相序称为顺序或正序，按A-C-B的次序循环的相序称为逆序或负序，相序是由发电机转子的旋转方向决定的，通常都采用顺序。三相发电机在并网发电时或用三相电驱动三相交流电动机时，必须考虑相序的问题，否则会引起重大事故，为了防止接线错误，低压配电线路中规定用颜色区分各相，黄色表示A相，绿色表示B相，红色表示C相。 工程上通用的相序是正序。 二、三相负载的连接 三相电路中连接的各相负载可能相同，也可能不同。如果每相负载大小相等，性质相同，这种负载称为三相对称负载，如三相电动机、三相变压器等。若各相负载不同，称为不对称三相负载，如三相照明电路。三相负载的连接有两种方法：星形连接和三角形连接。 1. 三相负载的星形连接 1）三相对称负载 将三相对称负载的一端分别接在 L1、L2、L3 相线，另一端都接在中性线 N 上，这样的连接方式称为星形（Y）连接，如图 6-33（a）所示。 从图中看出，每相负载两端承受的电压是电源的相电压，即 220 V。流过各相负载的电流称为负载的相电流，且每相电流都相等。中性线电流为零，中性线可以省略，这样就变成三相三线制，如星形连接的三相异步电动机。 2）三相不对称负载 对于三相不对称负载的电路，每相电流不都相等。因为中性线的存在，它能平衡各相负载的电压，保证三相负载成为三个互不影响的独立回路，此时各相负载的电压等于电源的相电压，其电压不受负载的变化而变化，如三相照明电路。 当三相不对称负载做星形连接时，中性线电流不为零，不能省略，必须采用三相四线制供电线路，并且中性线上不能安装熔断器和开关，必要时中性线还要采用钢芯导线来加强机械强度，避免中性线断开后造成各相负载的端电压不相等，使阻抗较大的负载端电压增大，使阻抗较小的负载端电压降低，造成用电器不能正常工作，甚至烧毁的事故。三相电路中应力求三相负载平衡，将负载均匀分接在三相电源上，提高电能的利用率。 2. 三相负载的三角形连接 将三相对称负载分别接在三根相线之间，如图 6-33（b）所示。每相负载承受的电压为电源的线电压，即 380 V。流经各相线上的电流称为负载的线电流，每相负载的线电流相等。 三相负载究竟采用哪种连接方式，要看每相负载的额定电压和三相电源线电压的大小而定。若每相负载的额定电压与电源的线电压（380 V）相等，则应将负载接成三角形；若每相负载的额定电压与电源的相电压（220 V）相等，则应将负载接成星形。 知识链接 三相负载连接原则 (1