第十二章-三相电路.docx

第12章三相电路教案一数学内容：三相电路；对称三相电路的分析：不对称三相电路的概念：三相电路的功率.二重点：对称三相电路的概念及其电压电流的相值和线值之间的关系：Y型联结和联结之间的等效变换：时称相电路的分析方法；三相电路功率的测量和计鸵方法。0点：丫型联结和联结之间的等效变换：三相电路化为一相的计算方法；不对称三相电路的分析：三相电路的功率。三学时学环节课程内A:,讲课习题课小计三相电路、三相电路的分析22不对称三相电路、三相电路的功率22CraJ梃述本章主要介绍对称三相电源、对称三相电路的组成及其电压和电流的相值和线值之间的关系：对称三相电路归结为相的计算方法：不对称三相电路的根本概念和计兑方法：三相电路的功率和测量方法。教学环节教学过程复习简单回忆上次课的知识点。弓I入在具有多个正弦电源，并按一定方式连接的电路中，假设各个电源的频率相同而初相不同，工程上称其为多相制电路(多相系统八前面讨论的新课正弦电路属于单相电路，按照相数不同，多相制有二相、三相、六相和十二相等.目前世界上各个国家的电力系统绝大多数是三相制，这与三相制的优磔性是分不开的.例如与单相比拟，相同尺寸的发电机采用三相方式可提高输出功率，输送相同的功率采用三相制可节省导电材料。此外,三相电动机具有结构简单，价格低廉，维护方便，运行平稔等优点。因此，对三相电路的研究具有极其重要的实用价值。多媒体课件展示：第十二*三相电路一、设置悬念、激发探究讲述目前世界各国的电力系统中电能的产生、传输和供电方式绝大多数都来新课用：相制。它是世界上规模最大的生产系统，系统的结构为适应工业化生产的需要，已经标准化或标准化，它主要是由三相电源、三相负载和三相输电线路三局部组成。二、三相电路多媒体课件底示：12.1三相电路1.对称三相电源的产生通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间互差120°,当转子以均匀角速度”转动时，在三相缓速中产生感应电压,从而形成对称三相电源“(1)瞬时值表达式对称三相电源是由三个频率相同，幅值相等，初相依次相差120°的三个正弦电压源，按一定方式连接而成.这二个电压源依次为A相、B相、C相，分别记作/、.、“一其瞬时值表达式为：Ma(f)=<2UCOSftM“b(，)=&Ucos(fwf-1.20o)“<.(1)=7Ucos(W+120")(2)波形图（3）相量表示=zoo（H=z-20"Uc=UZ2Q（4）对称=相电源的特点M+Mb+Uc=O呢+U1.t+Uc=O（5）对称三相电源的相序三相电源中各相电源经过同正序（顺序）：A-B-C-A负序（逆序）：A-C-B-A-值（如段大值）的先后顺序。:A1相序的实际意义：对：相电动机，如果相序反r,就会反转.以后如果不加说明，一般都认为是正相序。2.三相电源的联接（1）星形联接（Y联接I把三个绕组的末端X.Y.Z接在一起，把始端A,B.C引出来。0X.Y.Z接在一起的点称为Y联接对称三相电源的中性点，用N表示。(2)三角形联接,tt按)：个绕组始末端唤序相接.三角形联接的对称三相电源没有中点。名询介绍：(I)端线(火线)：始端A,B,C三端引出线。(2)中线：中性点N引出线，联结无中线。(3)线电压：端线与端线之间的电压。1)烟,Uca(4)相电压：每相电源的电压。UmUr,Uc3.三相负籁及其联接：.相电路的负载由三局部组成，其中每一局部叫做一相负载，三相负我也有星型和三角形二种联接方式。星形联接三角形联接当Z,=Z*=Z°.ZAB=Z*=zct时，是对称三相负载。Uaj(Y-)三、对称三相电路的计算多媒体课件展示:1.丫麻接12.2段电压电流与相电压电文的关系设Ufti=I)A=UN(T=6=Z-12(=庆=UI2O"(/«=(7a-Ub=U(-z-1.200=G，'/30"&=*Gc=UN-120o-UN1.200=限2-90°Uc=Uc-(=UNI200-UNT=31.''ZI5O"利用相量图得到相电压和线电压之间的关系：线电用对称(大小相等，相位互差12伊)“v=JDaN3(Tc=3(bZ3(“a=6UcN3(结论I对丫接法的对称三相电源(I)相电压对称，那么线电压也对称。线电压大小等于相电压的6倍，即u,=Ju.3(U.o,J)N-30°Z3z-30"=3ubZ-3O,结论：联接的对称电路：(1)线电流大小等于相电流的6倍，即/,=/%(2)线电流相位滞后对应相电潦3伊。多媒体课件朕示：12.3对称三相电路的计算对称三相电路由于电源对称、负载对称、线路对称，因而可以引入一特殊的计算方法。1.Y-Y联按(三相三线制)设I)A=UNW&=U/8一120°(-=(Zv+I2(Z=ZINr以N点为参考点，对n点列写节点方程：IIII1I(5+)掾)八=7小+三为+三小1.-1.1.<->1.31UM=(UA+Uu+(C)=O1.ZnN=0ZZ因N,n两点等电位，可将其短路，且其中电流为零.这样便可将Iffi电路的计莫化为单相电路的计算。负载侧相电压：.A.a<)IzN'nA相计算电路I)In=U,=UZ.(k=(=-2(r%“=UC=UNW+120"也为对称电压计算电流:人=%=2=幺ZZz八=与=冬=思w-1200-3为对称电流1.1.IZ-I/c=S=S=言/W+I20"一夕结论：(1)UnN=O,电源中点与负载中点等电位.有无中线对电路情况没有影响。(2)对称情况下，各相电压、电流都是对称的,可采用相(A相)等效电路计算。只要算出一相的电压、电流，那么其它两相的电压、电流可按对称关系直接写出。(3) Y形联接的对称三相负载，其相、线电压、电流的关系为：。必=电AO/=小2 .YJR按设Uf=U(b=(Zv-I2(E=U/+120°Z=ZZ解法一，负上相电压与线电压相等IOjb=OAB=®+30"八=丸C=GJW-9(F丸=OCA=闻4+15(T计算相电流：Ah=&=®4+30"-3ZIZI/1=4=§4-90"-3/I/I；限用J/1.n,/“="y=yp”+5O-线电流:=H如i，-3G八=九-八=6/-30"ic=ie-iz=&i“z-3U结论：(I)负载上相电压与线电压相等，且对称。(2)线电流与相电流也是对称的。线电流大小是相电流的6倍,耗位落后相应相电流30，故上述电路也可只计第一相，根据对称性叩可得到其余两相结果。M二，将三角形负载等效变换为星型负栽，然后再计兑其中一相：“日Z/3ZZ4=八N3(=回4+30。3'3IZI(7ia=3(u.30o=WU3+30"嗨三:利用计笄相电流的一相等效电路。4=Em=迎n+3(-4rr(«71IA=G/-30=Z-UMI=Uah=UMt=/UN+303 .电源为R按时的对称三相电路的计算将接电源用Y接电源替代，保证其线电压相等，再根据上述Y-Y.Y-A接方法计算.£=UabN-30"f1.=-J=tfz-300丸=兴c-30"对称三相电路的一般计算方法：(1)将所有三相电源、负载都化为等值Y-Y接电路：(2)连接各负载和电源中点，中线上假设有阻抗可不计：(3)画出单相计算电路，求出一相的电压、电流：一相电路中的电压为Y接时的相电压。一相电路中的电流为线电流。(4)根据A接、Y接时线量、相量之间的关系，求出原电路的电流电压。(5)由对称性，得出其它两相的电压、电流。对称三相电路的计算分析例题：多媒体课件展示。四、不对称三相电路多媒体课件展示：12.4不对称三和电路的概念不对称=电源不对称(不对称程度小，系统保证其对称)。电路参数(负载)不对称情况很多.讨论对象二>电源对称，负载不对称。分析方法=>发杂交流电路分析方法。主要r解：中性点位移。三相负载乙、&Z不相同。1.)'=0仆/2,+°azt,+0cz,W01./Za+1./Zb+1./Zc+1./ZN负载各相电压tUAN,=UN-UNNUwi,=U-Ufi,NUcn,=Ucn-Unn相量图中性点位移：负段中点与电源中点不重合的现象.在电源对称情况下，可以根据中点位移的情况来判断负数端不对称的程度。当中点位移较大时，会造成负载相电压严重不对称，使负载的工作状态不正常。不对称三相电路的计算分析例画：多媒体课件展示O结论：(1)负载不对称，电源中性点和负载中性点不等位，中线中有电流，各相电压、电流不再存在对称关系；(2)中线不装保险，井且中线较相。一是减少损耗，二是加强强度(中线一旦断r,负载不能正常工作)。(3)要消除或减少中点的位移，尽量减少中线阻抗，然而从经济的观点来看，中线不可能做得很粗，应适当调整负载，使其接近对称情况。五、三相电路的功率多媒体课件展示：12.5三和电路的功率1 .对称三相电路功率的计算(1)平均功率nPP=UIJpCOS*三相总功率：P=3Pk3UP依OSeY型联接：U,=小UaP=3(1.CoS夕=11U.1.cos联接：U,=U,I1=4iI1,注意：（八）为相电压与相电流的相位差角(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差.(b)<3/为每相的功率因数，在对称三相制中三相功率因数：CoSeA=CoSeB=COSeC=cos¢)。(C)公式计算电源发出的功率(或负教吸收的功率).(2)无功功率。=。、+。/。(=3Q,Q=3UJ,sin=yusin(3)视在功率S=J尸+Q=UJ.MU/功率因数也可定义为：COS和=PZS(不对称时学无意义)这里的，尸、Q、5都是指三相总和.(4)对称三相负载的瞬时功率设HA=壶U(XXiajtza=>2/c0s(<wr-9>)则pA=uza=2(/costoos(<y/-)=UIcos+ws(2t-)Pb=wi'b=U1.COS+7cos(2t-240")-PC=Ucic-U1.cos+U1.cos(2t+240")-P=Pa+Pb+PC=MCOS3