专题六 三相交流电路及安全用电（教案）-河北省职教高考《汽车电工电子基础》（高教版） 专题复习讲练测

专题六 三相交流电路及安全用电（教案）-《汽车电工电子基础》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解三相交流电动势的产生。 2. 掌握三相电源的星形联结。 3. 了解触电对人体的伤害、原因和方式。 4. 掌握安全措施和用电注意事项。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、三相交流电动势的产生 三相交流电动势是由三相发电机产生的。图3-21a是汽车用三相交流发电机的结构示意图,它主要由定子和转子构成。在定子上嵌人三个空间位置相隔120°、完全相同的绕组,每个绕组为一组,合称三相绕组。三相绕组的始端分别用 U1、V1、W1表示,末端用 U2、V2、W2表示。转子是一对磁极的电磁铁。定子与转子之间的磁感应强度按正弦规律分布。当转子以匀角速度ω顺时针方向旋转时,三相绕组中就产生振幅相等、频率相同、相位差 120°的三个正弦电动势,叫对称三相交流电动势。如果规定三相交流电动势的正方向从绕组的末端指向始端,如图3-21b所示,则对称三相交流电动势的瞬时表达式为 与此对应的波形图、相量图如图3-22所示 实际中,有时人们十分关注三相交流电的相序。所谓相序,就是三相交流电动势到达最大值的先后次序,在图3-22a中,最先到达最大值的是e,其次是e,最后是e,即最大值出现的次序是 U-V-W一U,称为正序;若最大值出现的次序为 U-W-V-U,则称为逆序。习惯上采用黄、绿、红三种颜色分别表示U、V、W 三相。 二、三相电源的星形联结(Y) 三相发电机的三个绕组的连接,分星形(Y)联结和三角形(∆)联结两种。星形联结又可分为三相三线制和三相四线制。发电机的三个绕组很少接成三角形使用,所以重点介绍三相电源 的星形联结电路。星形联结又写作Y联结,是将发电机三个绕组的末端U2、V2、W2连接在一起,从三个绕组的始端引出三根导线与外电路相连,如图3-23a所示,图3-23b是简化画法。从始端引出的导线称为端线(俗称火线),分别记作U线、V线、W线。三个绕组末端的连接点用N表示,称为中性点(又称零点)。从中性点可以引出导线与外电路相连,这条导线称中性线(俗称零线或地线)，也用字母N表示。若三相电路中有中性线,则称为三相四线制星形电路,此时负载也必须是星形联结;若无中性线,则称为三相三线制星形电路。 绕组联结成星形时,可以得到两种电压。如图3-23中,端线与中性线间的电压称为相电压,用uu、uv、uw表示,其有效值相等,用Up表示,即 Uu=Uv =Uw =Up。端线之间的电压称为线电压,用“uuv、“uyw、“uwu表示,其有效值也相等,用UL表示,即Uuv=Uvw=Uwu=UL。 由于发电机三相绕组内的电压降一般较小,所以各相电压可以看作与该相绕组的电动势相等,即Uu=Eu,Uv=Ev,Uw=Ew。如果规定电压的正方向由端线指向中性线(与电动势方向关联)则电压相量图如图3-24a所示。 因为任意两根端线之间的线电压是两个相关相电压共同作用下的结果,于是有 相应的相量关系式为 根据平行四边形法则作图,得如图3-24b所示的线电压与相电压相量关系图。从相量图可以知道:在两个相电压与相应的线电压构成的等腰三角形中,已知三角形的顶角是120°,则两底角分别是30°,也就是说,线电压在相位上比相电压超前30°,因为相电压是对称的,所以线电压也是对称的。在数量上有 所以 同理 或 即星形联结的三相对称电源,线电压也是对称的,线电压的大小是相电压的倍,相位比其对应的线电压超前30°。 目前,在我国的低压配电系统中,大多采用三相四线制的星形联结,线电压有效值大多为380V,相电压有效值为220V。平常所说的三相电的大小均指线电压的有效值。 三相电路中的负载称为三相负载,可根据每相负载的额定电压选择与电源的连接方式。例如,当负载额定电压为380V时,可将负载接在两端线之间,使用线电压;当负载额定电压为220V时,可将负载接在端线与中性线之间,使用相电压。 三、安全用电 1.触电的原因和方式 (1)触电的原因 触电的原因很多,通常可归纳为以下三种: 1)忽视安全操作,违章冒险; 2)缺乏安全用电的基本常识; 3)输电或电气设备绝缘损坏,人体无意间触及带电裸露导线或金属外壳。 （2）触电方式 触电可分为单相触电和两相触电两种。 1) 单相触电。单相触电是指人体站在地面时,人体某一部位触及一相带电导体的触电事故,如图3-25a所示。大部分触电事故都是单相触电。这时人体承受220V的相电压,这是十分危险的。 2) 两相触电。两相触电是指人体同时触及两根相线,如图3-25b所示。这时加在人体的电压是380V线电压,其触电后果更为严重。