1、第4章 远距离输电第1节 三相交变电流第4章 远距离输电学习目标1了解三相交流发电机的构造2知道三相交变电流是如何产生的3知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势最大值和周期都相同，但它们不是同时达到最大值(或零)理解三相交变电流及其产生规律4知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压第4章 远距离输电一、三相交流发电机 1定义：能同时生产出3相独立的_的发电机 2主要组成：_和_ 交变电流电枢线圈磁极3分类1旋转_式适用于较大输出功率2旋转_式适用于较小输出功率磁极 电枢 判一判1.(1)发电机中3个绕组具有相同的匝数和绕向()(2)三相交变电流中每一相电源的电动势峰值仍是有
2、效值的倍()(3)每相绕组产生的电动势的最大值、周期各不相同()二、三相交变电流的产生 1三相交流电的产生：三个相同的线圈固定在一个铁芯上，线圈平面互成120角，铁芯匀速转动时，就相当于三个线圈在磁场里_，就产生三相交变电流 切割磁感线运动2三相交流电的特点：三个交变电动势的最大值和周期都_，但是它们达到最大值(或零值)的时刻不同，依次落后_.想一想 2.三相交流发电机就是将三个电枢互成120放到如图所示的磁场中，三个电枢线圈独立产生交变电流并能顺利向外供电请探究以下几个问题：(1)三相交流发电机的工作原理是什么？相同T/3(2)三相交流发电机中三个线圈有什么特点？提示：1由题图可知线圈在磁场
3、中转动形成电流，故应是电磁感应现象.2三相交流发电机中有三个线圈，每个线圈是相互独立的且具有相同的匝数和绕向，它们互成120角.三、电源与负载的连接方式 1常用的两种连接方式：_星形接法、_星形接法 三相四线制三相三线制(3)两者关系：在星形接法中 U 线 3 U 相想一想 3.如图所示，ABC 为一个三相电源的供电线，三个对称负载接成三角形电路，如供电电压稳定，当负载改成星形接法时负载的电压、电流、功率如何变化？提示：三角形接法中每相负载的相电压等于线电压，星形接法当中 U 线 3U 相，由三角形接法改为星形接法时，线电压不变，所以相电压变为原来的 13，负载的电流减小到原来的 13，由 P
4、U2R 可知，负载的功率减小到原来的13.1.三相交流发电机的构造特点 如图，三相交流发电机内装有三个完全相同的线圈，三个线圈平面互成120角放置在同一磁场中小功率发电机可以采用旋转电枢式，大功率发电机采用旋转磁极式 三相交变电流的产生及特点 3三相交变电流的特点(1)3 个绕组的转速相同，每个线圈中产生的感应电动势的最大值和周期均相同，而且均按正弦或余弦规律变化(2)达到最大值的时刻不同.3 个线圈在空间互成 120角，它们达到峰值或零值的时间依次落后T3.2三相交变电流的产生：以旋转磁极式发电机为例，当转子磁场匀速转动时，等效于定子线圈做切割磁感线运动，由于定子的三个线圈相同，三个线圈平面
5、在空间互成120角故能产生三相交变电流(3)表达式：以 AX 绕组通过中性面开始计时，AX、BY、CZ 中产生的感应电动势分别是 eAEmsin t，eBEmsin t23，eCEmsin t43.(4)图象：如图所示特别提醒：(1)3 个交变电动势最大值、有效值、周期、频率都相同(2)到达最大值的时刻依次相差T3；瞬时电流之和为零下列关于三相交变电流的产生原理的说法中正确的是()A发电机中3个绕组具有相同的匝数和绕向，互成60角 B在转动过程中，每个绕组产生的感应电动势的最大值和周期都相同 C在转动过程中，某时刻每个绕组产生的感应电动势的瞬时值相同 D在转动过程中，每个绕组独立产生的感应电动
6、势的瞬时值、最大值、周期都不相同 B思路点拨 解答本题时可按以下思路分析：发电机的结构特点 三相绕组如何分布 三相交变电流特点解析 三个绕组匝数相同，绕向相同，互成 120，所以每个绕组产生的电动势最大值相同，周期频率相同，但瞬时值不同，到达最大值的时间依次落后 T/3，B 正确，A、C、D 错误1对于三相交流发电机的以下说法中正确的是()A三个单相交流发电机就组成一个三相交流发电机B三相交流发电机中，三个线圈互成 120夹角，它们达到零值和峰值的时间依次落后16个周期C三相交流发电机的三个线圈是完全相同的，它们产生三个瞬时值完全相同的交变电动势D三相交流发电机的三个线圈是完全相同的，它们产生
7、三个峰值和周期都相同的交变电动势D解析：在一个发电机中安装 3 组独立的互成 120角的线圈，这样的发电机是三相交流发电机，A 错误；B 项中，达到零值和峰值的时间依次落后13个周期，而不是16个周期，B 错误；三相交流发电机产生的交变电动势的瞬时值不相同，C 错误；因三个线圈完全相同，且转动角速度 相同，周期相同，最大值 EmnBS 相同，D 正确1连接方式及特点 负载特点 三相负载对称 三相负载不对称 有无中线 连接方式 线相关系 中线中无电流，可以去掉 中线中有电流必须保留中线 三相三线制YY接法 三相四线制YY接法 U 线 3U 相I 线I 相U 线 3U 相I 线I 相电源与负载的连
8、接方式 2.相线、中线的区分 通常用黄、绿、红三色分别标记相序为A、B、C的相线，用黑色标记中线 特别提醒：(1)三相四线制中的中线不同于用电器设备的接地线前者有电流通过，后者只在电器漏电时起保护作用(2)严禁家庭照明电路中私自将接地线当零线使用 在三相交流电源上按星形接法连接相同负载1、2、3，如图所示，NN是中性线已知负载1上的电压为220 V，电流强度为15 A，现以I表示中性线上的电流，U表示图中P、Q两点之间的电压，则()AI15 A，U440 V BI45 A，U380 V CI0，U440 VDI0，U380 V 思路探究 P、Q两点之间的电压是线电压还是相电压？D 解析 三相交
9、流电星形接法时，线电压 U 线是相电压 U相的 3倍，即 U 线 3U 相，图中负载 1 上的电压 220 V为相电压，而 PQ 两点之间的电压为线电压，故 UPQ 3U 相380 V由于三相负载对称，中线上的电流为零，故 D 正确规律总结在三相电路的计算中，一要弄清连接方式，二要确定线电压与相电压的关系，电源的星形连接 U 线 3U 相，三角形连接 U 线U 相，负载的星形接法 I 线I 相，三角形接法，I 线 3I 相2如图所示电路，下列判断中正确的是()甲图是星形接法 乙图是星形接法 丙图是三角形接法 丁图是三角形接法 AB CD D解析：由题图可判断甲、丁是三角形接法，乙、丙是星形接法
10、判断三相交变电流中电源或负载的连接方式，四线制一定是星形接法；三线制负载相同，可能是星形接法，也可能是三角形接法；星形接法一定有一公共端，三角形接法一定是首尾相接 规范答题三相交变电流电路的计算范例(14分)如图所示，是三相四线制的供电电路，O为中性线，相电压为220 V，两个灯泡L1、L2按图示接入电路(1)若L1、L2的规格都是“220 V,60 W”，它们能否正常发光？(2)若L1、L2的规格分别是：“220 V,60 W”、“220 V,15 W”，它们能否正常发光？(3)若中性线上的D点突然断开，以上两种情况下两个灯泡会发生怎样的变化(不考虑灯丝电阻变化)?答题模板(1)(2)所加的
11、电压跟额定电压相同，所以两盏灯都能够正常发光,与两盏灯(功率、电阻)是否相同无关(4分)(3)中性线D处断开后，L1、L2串联接入两条相线之间，总电压是380 V(2分)当灯泡相同时，每个灯泡承担的电压为190 V，小于额定电压(1分)所以都能够发光，但发光亮度与正常情况下相比，稍暗(1 分)当两个灯泡不相同时，根据 PU2R，依据额定电压和额定功率求得电阻之比R1R214(2 分)此时 L1、L2 实际分得的电压是U115U76 V(1 分)U245U304 V(1 分)结果是 L2 被损坏，L1、L2 都不能发光(2 分)答案(1)正常(2)正常(3)见答题模板 名师点评 1三相负载采用星形接法时，如果中性线没有断路，则每个负载两端的电压等于相电压，中性线断路后，任意两个负载两端的电压之和等于线电压.,2判断线圈或负载的连接方法：如果线圈或负载有公共端，即为星形接法.