第6讲 三相正弦交流电路-【单招零距离】机械专业综合（下）

单招零距离·机械专业综合（下） 第6讲 三相正弦交流电路 考纲要求 要 求 内 容 1.掌握三相对称负载星形联结和三角形联结中，线电压与相电压、线电流与 掌握 相电流之间的大小和相位关系及计算 2.掌握三相对称电路的功率计算 理解 1.不对称三相负载：对称三相负载出现短路、断路故障时的有关问题 1.了解三相对称交流电源的产生及其解析式 了解 2.三相对称交流电在任何时刻瞬时值的和、相量和都为0 知识体系 三相电源的连接 Y形 三相交流电路 三相负载的连接 △形 安全用电 考点分布 年份 知识点 题型 分 值 2018 对称负载三角形联结时，一根相线断开，求相电流 填空题 2分 对称负载三角形联结时，一根相线断开，一相负载断开， 2019 选择题 分别求总功率 3分 2020 对称负载星形联结时，故障电路 选择题 3分 常考点 (1)三相对称负载Y形和△形联结时的性质和计算 (2)三相对称电路的功率计算 (3)三相对称负载出现故障时的有关问题计算 知识梳理 1.三相交流电源 (1)三相对称电动势 eA=Emsinot V eB=Emsint(wt-l20°)Vee=Esin(wt+l20°)V 即具有等幅、同频、相位互差120°的三个电动势称为对称三相电动势。 (2)三相电源的相序 ·364· 总复习方案·第三部分电工技术基础 ①相序就是三相电动势到达最大值（或零值）的先后次序。 ②正序是U相一V相一W相再U相：逆序是三 相中任意换两相。 2.三相电源的连接 (1)三相交流电源有星形和三角形两种连接方式， 常用星形连接，如图3一6一1所示。 ) (2)相线与零线：①相线：每相电源首端引出的线； N (V,) ②零线：三个末端相连引出的线（又称中性线）。 (w) (3)相电压、线电压及相电压与线电压之间的关系 V ①相电压：相线与中性线之间的电压，用Up表示。 ②线电压：相线与相线之间的电压，用U1表示。 ③星形连接时，相电压与线电压之间的关系： 图3-6-1 U=√3U。,线电压超前相应相电压30°。 ④①相量图表示：如图3一6一2所示。 图3-6-2 3.对称三相负载的星形联接 (1)三相对称负载：是指三相负载的电阻和电抗都相等，而负载的性质也相同。 (2)Y形联接且有中性线，则： U=√3Up,线电压U在相位上超前对应相电压30°。 (3)Y形联接时，无论有无中线I.=I (4)iN=iA十iB十ic=0,只对对称负载而言，故中线可省略。 4.对称三相负载的三角形连接 (1)U△p=U△. 相电压与线电压相等。 (2)IL=√3I△p 线电流I在相位上滞后对应相电流I30°。 (3)三相对称负载由星形改接成三角形后，在同一电源的作用下，线电流是星形连接时的3倍。 5.三相电路的功率 (1)P=P,+P2+Ps P=√3 UIcos9(三相对称负载》 (2)Q=Q1+Q2十Q3 Q=√3U1I1sino(三相对称负载) (3)S=P2+Q 6.安全用电 (1)触电伤人的主要因素是电流。 (2)触电方式有单相触电和两相触电。 ·365· 单招零距离·机械专业综合（下） (3)常用的安全措施： ①正确安装用电设备。 ②电气设备的保护接地：适用于中性点不接地的低压系统中。 ③电气设备的保护接零：适用于中性点接地的三相四线制中。 ④使用漏电保护装置。 典例精析 【例1】某三相电路中的三个线电压分别为：412=380√2sin(100πt十30)V、u23=3802 sin(100πt-90°)V、ua1=380√2sin(100πt-210)V,当t=0.8x时，u12十u23十ua1应为()。 A.380V B.380√2V C.380√3V D.0V 【解析】三个线电压最大值相等，角频率相同，相位互差120°，因此为三相对称电压，在 任何时刻u12十423十431=0。 【答案】D 【例2】在题图3一6一3所示三相负载作三角形联结，相电流i12=5 √2sin(t一30°)A,则线电流i1是()。 A.i1=5√6 sinot A 2 2 B.i=56 sin(wt-60)A 0 C.i1=5√2 sinot A 图3-6-3 D.i=52sin(wt-60)A 【解析】三相对称负载三角形联结时，线电流大小等于对应相电流√3倍，而相位滞后对 应相电流30°。 【答案】B 【例3】如题图3一6一4所示电路中，已知电源线电压U.=220V,电流表读数Ic=17. 3A,三相功率P=4.5kW, 试求：(1)每相负载的电阻R和感抗XL。 (2)当AB相断开时，图中各电流表读数和总功率P。A。 (3)当A线断开时，各电流裘读数和总功率P 【解析】(1)本题可根据题目所给的已知条件，作出 各种条件下的等效电路，再根据等效电路进行分析计算。 (1)功率因数角不是线电压与线电流的相位差，而是相电 压与相电流的相位差，在交流电路中只有电阻R消耗有 功功率。 【答案】(1)相电流为Ip= 1117.3 =10A 3√3 P 4500 图3-6-4 coso= =0.68 √3ULIL√3×220×17.3 每相负载阻抗Z= Um220 =222 10 ·366· 总复习方案·第三部分电工技术基础 R=|Z1cosp=22×0.68=152X1=|Z|sin=22×0.73=162 (2)当AB相断开时，电路如图3一6一5(a)所示： 1=1B==10Ae=1=105-17.3AP-号P-号 2 ×4500=3000W (3)当A线断开时，如图3一6一5(b)所示： 1A=01m-=1e=1p+21=1.51p=1.5X10=15A P=I1p2R+(21p)·2R=10×15+5X2X15=2250W A (a) (b) 图3-6-5 同步精练一 一、选择题 1.下列各相序中，属于正序的是()。 A.V-W-U-V B.V-U-W-V C.U-W-V-U D.W-V-U-W 2.三相四线制供电系统的中线上，不准装设开关或熔断器的原因是()。 A.中线上无电流，不需要熔断器保护收 B.开关接通或断开时对电路无影响 C.装设开关或熔断器会增加投入 D.一旦开关断开或熔体熔断，三相不对称负载将承受三相不对称相电压，危及负载安全 3.在星形联结的三相交流电路中()。 A.线电压总是等于相电压的√3倍 B.线电流总是等于相电流 C.线电流总是等于相电流的3倍 D.线电压总是等于相电压 4.如题图3一6一6所示，星形连接的发电机，其相电压为220V,三角形联接的负载，每相 阻抗都是110？，其正确的说法是()。 A.加在负载上的电压为220V B.负载的相电流为380/110A C.线电流为380/110A D.线电流为440/110A 202 R入 202 20s2 C 图3-6-6 图3-6-7 ·367· 单招零距离·机械专业综合（下） 5.如题图3一6一7所示，相电压为220V,其正确的说法是()。 A.因各相阻抗Z=202,所以是对称负载 B.各相的相电流大小相等、相位不同 C.P=UpIp D.IN=11√2A 6.下列说法正确的是()。 A.在三相四线制供电系统中，三相负载的相电流肯定是对称的 B.在三相四线制供电系统中，三相负载的相电压肯定是对称的 C.在三相三线制供电系统中，只要各相负载Z相等，相电压就对称 D.三角形负载的线电流必定等于相电流的√3倍 A- 二、填空题 N A 7.一对称负载|Z=1002,作星形连接，相电压uA=220√2 sinot V,9mA一9：A=一30°，则线电流的解析式iA= A:iB A,ic= A,该负载是 性。 B 8.如题图3-6-8所示电路，|Z|=102,Up=220V,则① C-A) 图3-6-8 A,①= A,若B相出现故障断开则，①= A,@= A。 三、计算题 9.三相对称负载接在对称三相电源上。若电源线电压为380V,各相阻抗为Z=(30+ j40)n,试计算：(1)负载作Y形联结时的相电压为多少？ (2)负载作Y形联结时的相电流为多少？ (3)负载作Y形联结时的线电流为多少？ (4)负载作Y形联结时的负载消耗的功率为多少？ 同步精练二 一、选择题 Z 1.如题图3-6-9所示电路中，um=380√2 sinotV,i.=√2sin(ot一 30°)A,则三相对称负载的性质和有功功率分别是()。 Z A.电感性，190W B.电感性，330W Z Wo C.电阻性，380W 图3-6-9 D.电阻性，660W ·368 总复习方案·第三部分电工技术基础 2.已知三相对称电路，负载作Y形联结，每相阻抗Z=10∠60°Ω，三相总功率为6kW,则 电源线电压为( )。 A.440V B.3803V C.200√3V D.1003V 3.某三相对称电路中，线电压Uv=380∠60°V,线电流Iu=10∠30°A,则三相电路的功 率为( )W。 A.0 B.3300 C.6600 D.9900 4.如题图3一6一10所示电路中，电源线电压U 为380V,现有两组三相对称负载，Z1=2202,Z2V =2202,则负载消耗的有功功率P1：P2等于(】 W )。 A.1:1 z 02020 B.1:√2 图3-6-10 C.1:3 D.1:3 5.一组三角形联结的三相负载，总功率为3000W,当电源某一相线断路和负载的某一相 断路时，这组负载的实际功率分别为( )。 A.3000W3000W B.2000W3000W C.1500W2000W D.2000W1500W 6.对于三相正弦交流电路而言，下列说法正确的是()。 A.三相负载作星形联结必定有中线 B.三相负载，无论作星形或三角形联结，无论是对称或不对称，其总功率均为P、= 3ULI.coso C.三相负载作三角形联结时，每相负载的电压等于U D.三相负载作星形联结时，每相负载的电流是13 7.单相触电和两相触电中()。 A.单相触电对人体危害大 B.单相触电危害小 C.两种触电对人体危害一样大 D.以上说法都不对 8.三相对称负载作三角形联结，负载相电压U△P=220V,线电流I△L=10√3A,线电压超 前线电流30°，则每相负载的Z= 2,R= Q,X- 2,是 性负载。 9.如题图3一6一11所示电路中，对称负载联成三角形，已知电源线电压U1=380V,每相 负载的电阻为80Ω，感抗为602，则该三相电路中安培表的读数为 A,负载消耗的功 率为 W。 L L20 L0 图3-6-11 图3-6-12 ·369· 单招零距离·机械专业综合（下） 10.如题图3-6-12所示电路，⊙=380V,则⑨= V;若①=10A,则④ A,若L断开，则①= A.④- A,⑨- V。 11.将三相对称负载，在同一电源上作星形联结，相电流是作三角形联结的 倍， 线电流是作三角形联结的 倍。 12.在三相对称负载取用平均功率公式P=√3U1cos9中，U是 电压有效值，I 是 电流有效值，9是 电压与 电流相位差。 13.三相对称负载作星形联结时，Up= UyL;Iyp= Im,中线电流I、= ,三相对称负载作三角形联结时，U△P= U△L,I△L= I△P,各线电流 比相应的相电流 度。同一三相对称负载接同一电源，则I/I△p= In! I△L= ,PyP△= 14.在照明用电系统中，开关应接在 线上，洗衣机的金属外壳应可靠保护 或保护 三、计算题 15.三相对称负载三角形联结，电源电压uuv=100√2sin(314t+60)V,每相复阻抗为Z =(6十j8)2,试计算： (1)该三相电路的相电压为多少？ (2)该三相电路的相电流为多少？ (3)该三相电路的线电流为多少？ (4)该三相电路的有功功率为多少？ 拓展提升 1.如题图3一6一13所示的三相对称负载，K断开时，A表读数Ao 为10√3A,则K闭合时，A表的读数为()。 A.153A B.103A C.20A 图3-6-13 D.30A 2.已知Uwu=2200°V,Iu=10{60A,则该负载的性质为 性。 ·370·单招零距离·机械专业综合 2.(1)向下(2)D到C(3)a+b 11.60°电感0.5550550√51100 第5讲单相交流电路 12.大大大大 13.电感电阻电容最大 【同步精练一】 14.5.5sin(100r1-75)0.707 一、选择题 三、计算题 1.A2.B3.C4.C5.B6.C7.B8.C 15.由P=rR得R=京=50 P 二、填空题 9.2050 1010W2im(100m+ -)-14. 1z1-9-g-1n 1410 又：|Z引=√R+X得：X1=/132-5=120 10.4sin(wt+105°)11.1045（π/4） 12 12.U=310sin(100xt+30°)-155 又：X=2xL得L=2×3.14×50=0.038H 【同步精练二】 16.|Z1=√4+(6-3)F=5 一、选择题 所以，Us=I×|Z|=100V 1.B2.C3.B4.B5.B6.C7.A 17.(1)X1=L=314×63.5×10-3=202 二、填空题 1 8.49.559.22290410.i=4.4sinl00πt Xe= C314×30×10=1060 484 |Z=√R+(X1-Xc)F=88.32 三、计算题 U_353=4A 1 11.(1)Xe= C6280×1X10=1.59×10'0 (21=788.3 XL-Xc 43 =arctan R =一arctan1o =-76.9 U, i=4w2sin(314t+30°+76.9°)A (3)P=IR=4×20W=320W,Q=IX=16× 600 U, 86Var=1376Var S=√/P2+Q=1412V·A (4)相量图略 Uc 18.(1)fo= =7962H7 2r√/LC 由向量图可知：tan60°= R (2Q=":L-2xX7962X4X10=20 R 10 Xe U=Uc =QU=2000V 所以.Ran60=9.18X10n 【拓展提升】 (2)U:=U1cos60°=1×1/2=0.5V 1.D2.C 12.(1)|Z:=√R,+Xe7=10√2n 第6讲 三相正弦交流电路 1=费-nA 【同步精练一】 |Za|=√(R1+R:)+(X4+X)F=11W2Q 一、选择题 所以，Ua=12×|Za|=11V2×11√2=242V 1.A2.D3.B4.B5.B6.B 二、填空题 (2)U1=12×1Z,1=112×√1+1=22V 7.in=2.22 sin(ot+30) 【同步精练三】 一、选择题 in=2.2v2sin(ot-90) 1.A2.C3.C4.B5.C6.D7.D8.B ie=2.2√2sin(ml+150)电容 9.C 8.2202222 二、填空题 三、计算题 10.1036.9°10sin(314t+23.1)40Vz702 9.(1)220V(2)4.4A(3)4.4A(4)1737.5W 40瓦 ·496· 总复习方案·参考答案 【同步精练二】 7.4651.28.29150044% 一、选择题 8.4%星 1.D2.C3.C4.C5.C6.C7.B 三、计算题 二、填空题 60×50 9.P=60f/n.= =6 8.22220纯电阻9.6.63475.1 500 10.38017.32515380 S=”0-”×100%= 500-480 ×100%=4% 11.1/W51/3 70 500 12.线线相相 2.5kW TN=9550× =49.74N·m 480r/min 13.1/人51015滞后301/5 1/3 【拓展提升】 1/3 1.B2.B 14.相（火）接地接零 三、计算题 第四部分 机械制造工艺基础 15.(1)100V (2)10A(3)105A(4)1800W 【拓展提升】 第1讲 切削加工的基础知识 1.C2.纯电容 第7讲 变压器与交流电动机 【同步精练一】 一、填空题 【同步精练一】 1.大、小2.背吃刀量切削速度 一、选择题 3.正交平基4.切削进给背向 1.D2.D3.B4.B5.B6.B7.D8.C 5.主进给 二、填空题 二、选择题 9.铁芯线圈磁滞损耗涡流损耗10.522 6.B7.C8.C9.C10.A11.B 11.7.6012.55:96/11(或0.545) 三、计算题（略） 三、计算题 【同步精练二】 U. 13.(1)U111= 220×0.22= 022 10 一、填空题 U 1.切削工具 多余材料钳机械 ∴U2=22VU111'= R 2.切削速度进给量背吃刀量 220×2.2×103= U32 3.已加工过渡待加工 10 4.前面主后面副后面主切削刃副切削刃 ∴.U3=2.2V 前面主切削刃副切削刃修圆刀尖倒角刀尖 (2)N2:N=U::U=22:2.2=10:1 5.前角后角主偏角副偏角 14.88n 二、选择题 15.(1)R.'=R。=8002 800 K- R。 =10 6.C7.B8.A9.C10.B11.C 三、问答题 E 120 I1=R+R7800+800 =0.075A 12.前角正交平面后角正交平面主偏角 基面副偏角基面刃倾角主切削平面 12=K11=10×0.075=0.75A U1=I1×R,'=0.075×800=60V 第2讲 常用加工方法 U2=U1/K=60/10=6 E21202 1.车削加工 Pm=4R。4×800 =4.5W 【同步精练】 R+R)严XR= E (2)P= 120 800+8)2×8=0.176w 一、填空题 1.偏置上滑板法2.中心架3.等高垂直 【同步精练二 4.一夹一顶大 一、选择题 5.背吃刀量进给量切削速度 1.A2.B3.B4.C5.A 二、选择题 二、填空题 6.A7.C8.C9.D10.B11.A12.B 6.旋转三相对称电源相序 ·497·