電工基礎 課件 模塊6 三相交流電

電工基礎模塊六三相交流電

第二節(jié)

三相負載的連接

第一節(jié)

三相交流電源

第三節(jié)

三相交流電路的功率

第四節(jié)

三相異步電動機

第一節(jié)

三相交流電源一、三相交流電動勢的產(chǎn)生

三相交流電：3個材料、粗細、匝數(shù)都相同的繞組（線圈），彼此相隔120°，繞同一軸做切割磁感應線轉動，會產(chǎn)生3個頻率相同、最大值相等、相位彼此相差120°的單相交流電，統(tǒng)稱三相交流電。

如圖6-1（a）所示，繞組U1-U2、V1-V2、W1-W2繞同一轉軸在磁場中做切割磁感應線轉動，它們的始端U1、V1、W1彼此相隔120°，末端U2、V2、W2也彼此相隔120°，當它們以角速度ω做逆時針轉動時，會產(chǎn)生3個最大值相等、頻率相同、相位彼此相差120°的交流電動勢。U、V、W相也可稱為A、B、C相，繞組為A-X、B-Y、C-Z，如圖6-1（b）所示。

如果設定第一相（U相）的初相為0°，則第二相（V相）的初相為-120°，而第三相（W相）的初相為-240°，如圖6-1（c）所示。

圖6-1三相交流電的產(chǎn)生abcU、V、W三相感生電動勢的表達式分別為eU=Emsinωt

eV=Emsin（ωt-120°）

ew=Emsin（ωt+120°）

二、三相電源的連接

三相交流發(fā)電機的每一個繞組都是獨立的電源，可單獨使用。若一相一相地接出去則需用6根導線。為了節(jié)約，可將三相電源按一定的方式連接好再向負載供電。三相電源的連接方式有星形和三角形兩種，常用的是星形。1.星形（Y）接法

將三相繞組U1-U2、V1-V2、W1-W2的末端U2、V2、W2連接起來，引出一條線（稱為中性線或零線，用N表示），再以各首端U1、V1、W1引出一條線（稱為相線或火線，用L表示），這種接法稱為星形接法，這種供電方式稱為三相四線制，如圖所示。

2.三角形（Δ）接法將三相繞組首尾相連成一個閉合三角形，再從各頂角引出一條線（相線），稱為三角形接法，如圖6-3所示。三相電源作三角形連接時，其線電壓也是相電壓，所以它只能向外提供一種電壓，就是380V的線電壓或相電壓。即UΔL=UΔ?=380V。

第二節(jié)

三相負載的連接

三相負載的連接方法有星形和三角形兩種。一、三相負載的星形連接

先將三相負載的一端連接在一起，再與三相電源的中性線連接，然后將三相負載的另一端與三相電源的相線連接，即是三相負載的星形接法，如圖6-4所示。圖6-4三相負載的星形連接

日常生活中使用的照明燈采用的連接方式就是星形連接，如圖6-5所示。它是將負載平均分配到各相電路之中，盡量使各相負載平衡，從而使分配到各相的相電壓相等。圖6-5照明燈的星形連接

二、三相負載的三角形連接把三相負載分別接在三相電源的兩根相線之間，使三相負載接成一個閉合的三角形，稱三相負載的三角形連接，如圖6-6所示。圖6-6三相負載的三角形連接1.電壓關系線電壓與相電壓相等。當三相負載作三角形連接時，不論三相負載是否對稱，各相負載所承受的電壓都是對稱的電源線電壓。即UΔ?=UΔL2.電流關系（1）數(shù)量關系：線電流是相電流的倍，即ＩΔL=ＩΔ?（2）相位關系：線電流比相電流落后30°。三相負載是作星形連接還是作三角形連接，是由負載的額定電壓和電源電壓決定的，連接時，一定要使每相負載的電壓等于額定電壓。例如，電源只能提供380V的線電壓，而負載要求的每相額定電壓為220V，則此時只能將負載接成星形；如果負載要求的每相額定電壓為380V，則負載要接成三角形。

第三節(jié)

三相交流電路的功率

第四節(jié)

三相異步電動機

一、三相異步電動機的組成

三相異步電動機由定子和轉子兩個基本部分組成，如下圖所示。1.定子

三相異步電動機的定子由機座、鐵芯和定子繞組組成。定子繞組是電動機的電路部分，由三相對稱繞組組成，按一定規(guī)則連接，有3個出線端，即U1-U2、V1-V2、W1-W2接到機座的接線盒中。定子繞組可接成星形或三角形，如下圖所示。2.轉子

轉子是異步電動機的旋轉部分，由轉軸、轉子鐵芯和轉子繞組三部分組成，其作用是輸出機械轉矩。根據(jù)構造的不同，轉子繞組分為繞線式和籠型兩種，如圖所示為籠型繞組、鑄鋁的籠型轉子。二、旋轉磁場1.旋轉磁場的產(chǎn)生

將對稱三相電流通入在空間彼此相差120°的作星形連接的3個線圈，設三相電流為i1=Imsin（ωt）i2=Imsin（ωt–120°）i3=Imsin（ωt+120°）其波形圖如下圖所示。

根據(jù)電流的磁效應，在三相繞組的空間中就會產(chǎn)生旋轉磁場，如下圖所示。為方便分析，規(guī)定電流為正值時，電流從線圈的首端（即U1、V1、W1）流向末端（即U2、V2、W2），圖中首端用?表示，末端用⊙表示；反之，電流由末端流向首端。取ωt=0°、90°、180°、270°和360°共5個瞬間，依次標出電流的方向，即可通過右手螺旋法則確定磁場的方向。ωt=0°時，磁場方向由右指向左；ωt=90°時，磁場方向垂直向上；ωt=180°、270°和360°時，磁場方向分別向右、向下和向左，即順時針旋轉一周，分別如圖（a）、（b）、（c）、（d）和（e）所示?？梢?，在空間彼此相差120°的3個相同線圈中通入對稱三相交流電，就能產(chǎn)生與電流有相同角速度的旋轉磁場（即交流電變化一周，旋轉磁場在空間也旋轉一周）。

當i1通入V相，i2通過U相時，旋轉磁場逆時針旋轉。因此，只要把接到三相繞組上的兩根電源線任意對調，即改變電源的相序，就可實現(xiàn)旋轉磁場的反轉。2.旋轉磁場的轉速

上述旋轉磁場具有一對磁極，若用p表示磁極對數(shù)，則p=1。磁極對數(shù)p=1的旋轉磁場的轉速與正弦電流同步，若交流電的頻率為f，則旋轉磁場的轉速為n0=60f

磁極對數(shù)p=2時，交流電變化一周，旋轉磁場轉動1/2周。以此類推，當旋轉磁場具有p對磁極時，交流電變化一周，旋轉磁場轉動1/p周，因此旋轉磁場的轉速公式為n0=60f/p

公式中，n0又稱為同步轉速。三、三相異步電動機的工作原理

旋轉