《电工基础》考前概念梳理与常考题选讲 第9讲、三相交流电路和电动机

《电工基础》概念梳理与常考题选讲 第9讲、三相交流电路和电动机 主讲人：郭老师 1 一、考纲要求 2 (1)了解三相交流电源的产生和特点。 (2)了解三相电源的连接方法，掌握三相四线制供电的线电压和相电压的关系。 (3)熟练掌握三相负载的星形联结和三角形联结的分析和计算。 (4)掌握对称三相电路电压、电流和功率的计算方法，并理解中性线的作用。 (5)掌握三相异步电动机的构造、工作原理、起动、制动和保护的方法，熟悉其铭 牌数据的含义。 (6)了解单相异步电动机的工作原理、起动的方法。 (7)了解直流电机的工作原理、分类。 (8)了解安全用电常识，了解保护接零、保护接地的方法以及使用范围。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 二、知识梳理 4 1.三相交流电源 由三相交流发电机输出的最大值相等、频率相同、相位互差的三个正弦 电动势，称为三相对称交流电源，也称三相对称电动势。三个电动势达到最大值 (或零)的先后顺序称为相序。通常将的顺序称为正序。 2.三相电源的连接 三相四线制(通常在低压配电中采用)和三相三线制(在高压输电工程中采用)。 三相四线制供电系统可以输送两种电压，即线电压和相电压。线电压的大小 是相电压的倍，线电压的相位超前相应的相电压。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 3.三相负载的星形联结 (1)对称三相负载多采用三相三线制供电，负载的电流和电压有如下的关系：①负 载两端电压即相电压，等于电源线电压的；②流过负载的相电流等于相线上的线 电流；③电源中性点与负载中性点等电位。 (2)对于不对称三相负载只能采用三相四线制供电，中性线电流不等于零，等于三 个负载相电流的相量和。中性线上不准安装开关或熔断器，如果中性线断开，将 造成各相负载两端电压不对称，使负载不能正常工作。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 4.三相负载的三角形联结 当三相负载接成三角形时，无论负载是否对称，各相负载的相电压等于电源 的线电压。若负载对称，则相电流大小等于线电流的，且各线电流在相位上滞后 各相应相电流。 5.三相对称电路的功率 ，， 在同一三相交流电源的作用下，同一三相负载作三角形联结时的功率是其作 星形联结时功率的3倍，；在同一三相交流电源的作用下，同一三相负载 作三角形联结时的线电流是其作星形联结时线电流的3倍，。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7 6.三相笼型异步电动机的结构 主要由定子和转子两部分组成。定子是电动机的静止部分，由机座、铁心、 定子绕组、端盖、通风孔、接线盒等组成；转子由转轴、转子铁心、转子绕组和 风叶等组成。 当三相交流电通入定子绕组时，产生一个旋转磁场。旋转磁场的转速与电 源频率成正比，与磁极对数成反比，即。 三相交流电源的频率。 旋转磁场的磁极对数。 旋转磁场的转速，单位：。 旋转磁场的旋转方向决定于流入定子绕组电流的相序，旋转磁场与转子间的 相对运动，使转子中产生感应电流，转子受到电磁力矩作用，沿着旋转磁场方向， 并低于同步转速旋转。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8 7.三相异步电动机的起动 (1)全压起动。亦称直接起动。一般规定：当电动机容量在电气变压器容量以内 时，允许直接起动。通常二三十千瓦以下的小功率电动机可以直接起动。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9 (2)降压起动。凡输出功率较大，超过直接起动条件的电动机，均应采用降低起动 电压的法来起动。 ①自耦变压器降压起动：起动时，利用自耦变压器从低电压逐渐调高，达到 降压起动的目的。此法适用于大功率星形联结的电动机。 ②星形-三角形降压起动：如果电动机定子绕组在正常工作时是接成三角形， 则可借用控制器件在电动机起动时临时改接成星形联结，使定子绕组各相电压降 低到电源线电压的，从而减小起动电流，待电动机运行稳定后再恢复三角形联结， 使定子绕组获得额定工作电压。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10 8.三相异步电动机的制动 (1)能耗制动。在切断三相电源的同时接通直流电源，使定子线圈产生固定磁场。 转子因惯性而转动时，产生感应电流，形成反向转矩而被制动。此种方法因消耗 转子的动能来实现制动，所以称为能耗制动。这种制动方式能量损耗小，制动平 稳、准确，但需要另备直流装置。 (2)反接制动。在电动机停车时，将电源的三根相线中任意两根对调位置，形成反 向旋转磁场，而转子因惯性仍按原方向转动，形成较大的反向转矩而被制动。这 种制动方式电路简单，效果好，但冲击大，能量损耗大。 1 2 3