第4章__第1節(jié)__三相交變電流 (1)

1、一、三相交流發(fā)電機(jī)一、三相交流發(fā)電機(jī)三相交流發(fā)電機(jī)中安裝了三組獨(dú)立的互成三相交流發(fā)電機(jī)中安裝了三組獨(dú)立的互成120角的線圈，一臺(tái)發(fā)電機(jī)就能同時(shí)生產(chǎn)出三角的線圈，一臺(tái)發(fā)電機(jī)就能同時(shí)生產(chǎn)出三相獨(dú)立的交變電流，稱(chēng)為相獨(dú)立的交變電流，稱(chēng)為 交變電流發(fā)電交變電流發(fā)電機(jī)和單相的一樣，分為兩類(lèi)，轉(zhuǎn)子是線圈的叫機(jī)和單相的一樣，分為兩類(lèi)，轉(zhuǎn)子是線圈的叫做旋轉(zhuǎn)做旋轉(zhuǎn) 式，一般輸出功率不大的小型發(fā)電式，一般輸出功率不大的小型發(fā)電站選用；轉(zhuǎn)子是磁極的叫做旋轉(zhuǎn)站選用；轉(zhuǎn)子是磁極的叫做旋轉(zhuǎn) 式，輸出式，輸出功率較大的大型發(fā)電站選用功率較大的大型發(fā)電站選用基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理三相三相電樞電樞磁極磁極二、三相交變電流的產(chǎn)

2、生二、三相交變電流的產(chǎn)生以旋轉(zhuǎn)電樞式為例，三個(gè)線圈按如圖以旋轉(zhuǎn)電樞式為例，三個(gè)線圈按如圖411所示的方式排列，當(dāng)此轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三個(gè)所示的方式排列，當(dāng)此轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三個(gè)線圈都會(huì)產(chǎn)生線圈都會(huì)產(chǎn)生 ，且感動(dòng)電動(dòng)勢(shì)的最大，且感動(dòng)電動(dòng)勢(shì)的最大值、周期和頻率都值、周期和頻率都 由于三個(gè)線圈平面在空由于三個(gè)線圈平面在空間互成間互成120角，所以它們到達(dá)峰值角，所以它們到達(dá)峰值(或零值或零值)的時(shí)的時(shí)刻不同，將以次落后刻不同，將以次落后 個(gè)周期個(gè)周期感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同相同三分之一三分之一三個(gè)線圈繞在一起的示意圖三個(gè)線圈繞在一起的示意圖 圖圖4-1-1 三相交流發(fā)電機(jī)內(nèi)的三個(gè)線圈均能產(chǎn)生三

3、相交流發(fā)電機(jī)內(nèi)的三個(gè)線圈均能產(chǎn)生交變電流，能否在發(fā)電機(jī)內(nèi)設(shè)置六個(gè)甚至更多交變電流，能否在發(fā)電機(jī)內(nèi)設(shè)置六個(gè)甚至更多的線圈？的線圈？【思考思考提示提示】發(fā)電機(jī)體積有限，線發(fā)電機(jī)體積有限，線圈過(guò)多時(shí)，每個(gè)線圈的匝數(shù)太少，造成電動(dòng)勢(shì)圈過(guò)多時(shí)，每個(gè)線圈的匝數(shù)太少，造成電動(dòng)勢(shì)偏小，另外，若線圈過(guò)多，各線圈中的電流產(chǎn)偏小，另外，若線圈過(guò)多，各線圈中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相影響，也不利于發(fā)電機(jī)發(fā)電生的磁場(chǎng)互相影響，也不利于發(fā)電機(jī)發(fā)電思考三、電源與負(fù)載的連接方式三、電源與負(fù)載的連接方式1三相四線制：將發(fā)電機(jī)三相繞組的三個(gè)末端三相四線制：將發(fā)電機(jī)三相繞組的三個(gè)末端接在一起，引出一個(gè)公共接頭接在一起，引出一個(gè)公共接頭N

4、，從三個(gè)繞組的始端，從三個(gè)繞組的始端A、B、C分別引出三根導(dǎo)線叫做分別引出三根導(dǎo)線叫做 線，也叫端線，俗線，也叫端線，俗稱(chēng)火線從稱(chēng)火線從N引出的導(dǎo)線叫做中性線，又叫引出的導(dǎo)線叫做中性線，又叫 線這線這種連接方式叫做種連接方式叫做 制這種接法又叫做三相制這種接法又叫做三相電源的星形接法該接法可以對(duì)用戶(hù)提供兩種電壓，電源的星形接法該接法可以對(duì)用戶(hù)提供兩種電壓，火線與中性線間的電壓叫做火線與中性線間的電壓叫做相相電壓，通常用于生活用電壓，通常用于生活用電；火線與火線間的電壓叫做電；火線與火線間的電壓叫做線線電壓，通常為工農(nóng)業(yè)電壓，通常為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的動(dòng)力電壓生產(chǎn)中的動(dòng)力電壓三相四線三相四線相相零零2

5、三相三線制：如果三相負(fù)載完全對(duì)稱(chēng)，三相三線制：如果三相負(fù)載完全對(duì)稱(chēng)，則通過(guò)中性線的則通過(guò)中性線的 為零，可以將中性線省為零，可以將中性線省去，三相四線制就變成了三相三線制去，三相四線制就變成了三相三線制電流電流一、三相交變電流的產(chǎn)生及其特點(diǎn)一、三相交變電流的產(chǎn)生及其特點(diǎn)1三相交流發(fā)電機(jī)三相交流發(fā)電機(jī)(1)構(gòu)成：磁極、構(gòu)成：磁極、3組獨(dú)立的互成組獨(dú)立的互成120角的線圈；角的線圈；(2)作用：同時(shí)產(chǎn)生了相互獨(dú)立的交變電流；作用：同時(shí)產(chǎn)生了相互獨(dú)立的交變電流；(3)分類(lèi)：旋轉(zhuǎn)磁極式和旋轉(zhuǎn)電樞式分類(lèi)：旋轉(zhuǎn)磁極式和旋轉(zhuǎn)電樞式核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破2三相交變電流的產(chǎn)生三相交變電流的產(chǎn)生如圖如圖412所

6、示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中互成所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中互成120角分布著角分布著3個(gè)繞組個(gè)繞組AX、BY、CZ，其中，其中A、B、C為繞組的始端，為繞組的始端，X、Y、Z為繞組的末端，為繞組的末端，這這3個(gè)線組具有相同的匝數(shù)、繞向和角速度個(gè)線組具有相同的匝數(shù)、繞向和角速度圖圖4123三相交變電流的特點(diǎn)三相交變電流的特點(diǎn)(1)由于由于3個(gè)線圈相同，轉(zhuǎn)速相同，所以在個(gè)線圈相同，轉(zhuǎn)速相同，所以在每個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值和周期均每個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值和周期均相同，并且都按正相同，并且都按正(余余)弦規(guī)律變化弦規(guī)律變化(4)圖象描述圖象描述(如圖如圖413)：圖圖413三相交流發(fā)電機(jī)發(fā)出來(lái)的三相獨(dú)立的

7、交流三相交流發(fā)電機(jī)發(fā)出來(lái)的三相獨(dú)立的交流電，除了相位不同，其他各個(gè)量，比如最大電，除了相位不同，其他各個(gè)量，比如最大值、有效值、周期、頻率都相同值、有效值、周期、頻率都相同特別提醒特別提醒二、三相交變電流電源與負(fù)載的連接方式二、三相交變電流電源與負(fù)載的連接方式1三相交變電流的零線與火線、相電壓與三相交變電流的零線與火線、相電壓與線電壓線電壓(1)零線與火線零線與火線零線：從公共點(diǎn)引出的導(dǎo)線叫做中性線，零線：從公共點(diǎn)引出的導(dǎo)線叫做中性線，照明電路里中性線是接地的，又叫做零線照明電路里中性線是接地的，又叫做零線火線：從每個(gè)繞組的始端引出的導(dǎo)線叫做火線：從每個(gè)繞組的始端引出的導(dǎo)線叫做端線，也叫相線，

8、在照明電路里俗稱(chēng)火線端線，也叫相線，在照明電路里俗稱(chēng)火線(2)線電壓與相電壓線電壓與相電壓相電壓：在三相電路里，每個(gè)線圈兩端相電壓：在三相電路里，每個(gè)線圈兩端(火線火線與中線之間與中線之間)的電壓叫相電壓，用的電壓叫相電壓，用U相相表示表示線電壓：在三相電路里，兩線圈首端間線電壓：在三相電路里，兩線圈首端間(火線火線與火線之間與火線之間)的電壓叫線電壓，用的電壓叫線電壓，用U線線表示表示在我國(guó)日常電路中，相電壓是在我國(guó)日常電路中，相電壓是220 V，線電壓，線電壓是是380 V.2三相四線制星形接法三相四線制星形接法(如圖如圖414所示所示)圖圖414(1)電源相電壓電源相電壓(每個(gè)線圈兩端點(diǎn)

9、間電壓每個(gè)線圈兩端點(diǎn)間電壓)：UANUBNUCN220 V，輸電線線電壓輸電線線電壓(兩條端線間電壓兩條端線間電壓)：UACUABUBC380 V，(2)負(fù)載相電流指流過(guò)每相負(fù)載的電流負(fù)載相電流指流過(guò)每相負(fù)載的電流IANIBNICN.此式成立的條件是各負(fù)載相同如果負(fù)載此式成立的條件是各負(fù)載相同如果負(fù)載不相同，則相電流就不相等不相同，則相電流就不相等輸電線線電流輸電線線電流(IAA，IBB，ICC)指流過(guò)每根指流過(guò)每根輸電線的電流，顯然輸電線的電流，顯然I線線I相相3三相三線制三角形接法三相三線制三角形接法(如圖如圖415所示所示)圖圖415(1)電源相電壓就是負(fù)載線電壓：電源相電壓就是負(fù)載線電

10、壓：UABUBCUAC220 V.輸電線相線指輸電線相線指AA，BB，CC，無(wú)零線，無(wú)零線(2)負(fù)載相電流指負(fù)載相電流指IAB，IBC，ICA.一般不相等，只有當(dāng)負(fù)載相同時(shí)才相等一般不相等，只有當(dāng)負(fù)載相同時(shí)才相等輸電線線電流指輸電線線電流指IAA，IBB，IC C.對(duì)于線電壓為對(duì)于線電壓為380 V的三相電路，若每相的三相電路，若每相負(fù)載的額定電壓為負(fù)載的額定電壓為380 V，則可用三角形接，則可用三角形接法；若每相負(fù)載的額定電壓為法；若每相負(fù)載的額定電壓為220 V，就用星，就用星形接法形接法特別提醒特別提醒關(guān)于三相交變電流，下列說(shuō)法正確的是關(guān)于三相交變電流，下列說(shuō)法正確的是()A三相交流發(fā)

11、電機(jī)的三個(gè)線圈產(chǎn)生的交變電三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有相同的周期和最大值動(dòng)勢(shì)有相同的周期和最大值B三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈的每一個(gè)線圈三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈的每一個(gè)線圈都可以單獨(dú)向外供電都可以單獨(dú)向外供電C三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)不同時(shí)達(dá)到最大值不同時(shí)達(dá)到最大值D三相交流發(fā)電機(jī)線圈采用星形連接時(shí)，負(fù)三相交流發(fā)電機(jī)線圈采用星形連接時(shí)，負(fù)載也必須采用星形連接載也必須采用星形連接課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練對(duì)三相交變電流的認(rèn)識(shí)對(duì)三相交變電流的認(rèn)識(shí)【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】根據(jù)三相交變電流產(chǎn)生的原理根據(jù)三相交變電流產(chǎn)生的原理及電源和負(fù)載的連接關(guān)系、

12、特點(diǎn)作出判斷及電源和負(fù)載的連接關(guān)系、特點(diǎn)作出判斷【答案答案】ABC1比較三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈發(fā)出比較三相交流發(fā)電機(jī)的三個(gè)線圈發(fā)出的三相交變電壓，下列說(shuō)法正確的是的三相交變電壓，下列說(shuō)法正確的是()A最大值、周期及達(dá)到最大值的時(shí)刻最大值、周期及達(dá)到最大值的時(shí)刻均相同均相同B最大值、周期均相同，但達(dá)到最大最大值、周期均相同，但達(dá)到最大值的時(shí)刻依次相隔值的時(shí)刻依次相隔1/6周期周期C最大值、周期均相同，但達(dá)到最大最大值、周期均相同，但達(dá)到最大值的時(shí)刻依次相隔值的時(shí)刻依次相隔1/3周期周期D最大值、周期及達(dá)到最大值的時(shí)刻最大值、周期及達(dá)到最大值的時(shí)刻均不相同均不相同在線電壓在線電壓380 V的三相

13、電路中，用三個(gè)額的三相電路中，用三個(gè)額定電壓均為定電壓均為U0220 V、額定功率分別為、額定功率分別為P1100 W、P225 W、P3200 W的電燈分別作的電燈分別作為為A、B、C三相的負(fù)載組成星形連接方式，試三相的負(fù)載組成星形連接方式，試就下面兩種情況，討論當(dāng)就下面兩種情況，討論當(dāng)C相負(fù)載斷開(kāi)和短路相負(fù)載斷開(kāi)和短路時(shí)所造成的影響：時(shí)所造成的影響：(1)有中性線時(shí)；有中性線時(shí)；(2)無(wú)中性線時(shí)無(wú)中性線時(shí)三相交變電路的連接三相交變電路的連接【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】在三相電路中，每根相線在三相電路中，每根相線與中性線都相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立發(fā)電機(jī)的供電系與中性線都相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立發(fā)電機(jī)的供電系統(tǒng)，某一相的

14、負(fù)載變化可認(rèn)為對(duì)其他兩相無(wú)影統(tǒng)，某一相的負(fù)載變化可認(rèn)為對(duì)其他兩相無(wú)影響無(wú)中性線時(shí)，某一相負(fù)載的變化則會(huì)對(duì)其響無(wú)中性線時(shí)，某一相負(fù)載的變化則會(huì)對(duì)其他相造成影響他相造成影響【解析解析】(1)有中性線時(shí)供電電路如圖有中性線時(shí)供電電路如圖416所示當(dāng)所示當(dāng)C相負(fù)載斷開(kāi)或短路時(shí)，相負(fù)載斷開(kāi)或短路時(shí)，A、B兩相分別由相線與中性線構(gòu)成兩個(gè)供電回路，兩相分別由相線與中性線構(gòu)成兩個(gè)供電回路，其相電壓其相電壓圖圖416圖圖417當(dāng)當(dāng)C相負(fù)載斷開(kāi)后，相負(fù)載斷開(kāi)后，A、B兩相負(fù)載串接在兩相負(fù)載串接在兩根相線之間由于兩根相線之間由于A、B兩相的負(fù)載電阻為兩相的負(fù)載電阻為結(jié)果使結(jié)果使B相電燈燒毀，并可能使相電燈燒毀，并可

15、能使A相電燈不相電燈不亮亮(B相燒斷時(shí)相燒斷時(shí))或跟著燒毀或跟著燒毀(B相形成短路時(shí)相形成短路時(shí))當(dāng)當(dāng)C相負(fù)載短路時(shí)，相負(fù)載短路時(shí)，A、B兩相負(fù)載依次接兩相負(fù)載依次接在在A、C和和B、C兩根相線之間，電燈兩端電壓兩根相線之間，電燈兩端電壓猛升至線電壓猛升至線電壓380 V，兩燈一起燒毀，兩燈一起燒毀(嚴(yán)重時(shí)還嚴(yán)重時(shí)還可能影響電源可能影響電源)【答案答案】見(jiàn)解析見(jiàn)解析【點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)】(1)在星形接法中，若各負(fù)載對(duì)在星形接法中，若各負(fù)載對(duì)稱(chēng)，則中性線電流為零，此時(shí)中性線可省稱(chēng)，則中性線電流為零，此時(shí)中性線可省去但若負(fù)載不對(duì)稱(chēng)，絕不能省掉中性線，否去但若負(fù)載不對(duì)稱(chēng)，絕不能省掉中性線，否則將會(huì)損壞變壓器或用電器則將會(huì)損壞變壓器或用電器(2)在家庭照明電路中，保險(xiǎn)絲絕不能接在在家庭照明電路中，保險(xiǎn)絲絕不能接在中性線上，防止因保險(xiǎn)絲燒斷后損壞用電器中性線上，防止因保險(xiǎn)絲燒斷后損壞用電器2如圖如圖418所示，發(fā)電機(jī)每個(gè)繞組所示，發(fā)電機(jī)每個(gè)繞組兩端的電壓兩端的電壓(相電壓相電壓)為為220 V，三個(gè)負(fù)載電阻，三個(gè)負(fù)載電阻均為均為100 ，下列說(shuō)法中正確的是，下列說(shuō)法中正確的是()圖圖418A發(fā)電機(jī)繞組采用發(fā)電機(jī)繞組采用“Y