三相交流电路教案3

1教案课程名称电机学授课教师荣红梅职称中学一级教师系部机电系教研室自动化教研室授课对象09发电厂学年学期2010—2011学年第一学期2010年9月山东大王职业学院教务处授课题目三相交流电路授课类型新授课2首次授课时间2010年9月2日学时2教学目标1、理解交流电动势的产生2、掌握三相电源的连接重点与难点1)电动势的产生2、三相电源的连接教学手段与方法课堂讲授，辅以多媒体电子课件教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）【授课思路】本节课学生要有电磁方面的物理知识，在讲解与物理知识有关的内容时，先领着学生将以前学过的物理知识复习一下，然后引导学生利用相关物理知识解决遇到的问题，讲解过程中要注意学生的反映，注意与学生多交流。注意教师为主导，学生为主体的教学理念。引导学生积极参与本节课的教学。【过程设计】在课堂中，可以穿插一些较为实用的的举例，能够与实际相联系。注意理论联系实际的方法，启发学生的抽象思维，激发学生的学习兴趣。为上好这一节课，还要注意讲练结合、理论联系实际。【讲解要点】1、理解交流电动势的产生2、掌握三相电源的连接【导入新课】目前，电能的产生、输送和分配，基本都采用三相交流电路。【出示目标】1、理解直流电动机的各种平衡方程式2、理解直流电动机的运行特性及工作特性【具体内容】三相交流电路1、三相交流电动势的定义：三相交流电路就是由三个频率相同，最大值相等，相位上互差120º电角的正弦电动势组成的电路。这样的三个电动势称为三相对称电动势。2、广泛应用三相交流电路的原因，是因为它具有以下优点：(1)在相同体积下，三相发电机输出功率比单相发电机大；学生活动学生思考理解三相交流电动势的概念3(2)在输送功率相等、电压相同、输电距离和线路损耗都相同的情况下，三相制输电比单相输电节省输电线材料，输电成本低；(3)与单相电动机相比，三相电动机结构简单，价格低廉，性能良好，维护使用方便。目前，三相交流电路虽己得到广泛的应用，但在输送交流电的过程中，由于电流的交变引起周围磁场的变化，造成对周围通讯线路的干扰，而且输电线路上的损耗仍比较大，因此出现了采用输送高压直流电来代替输送交流电的趋势。输送高压直流电，就是将发电机发出的三相交流电升压后，整流成高压直流电，经输电线路输送到终端后，再将高压直流电逆变成三相交流电，降压后供用户使用。从葛洲坝到上海的输电线路，便是采用了这种形式。一、三相交流电动势的产生在三相交流发电机中，定子上嵌有三个具有相同匝数和尺寸的绕组AX、BY、CZ。其中A、B、C分别为三个绕组的首端，X、Y、Z分别为绕组的末端。绕组在空间的位置彼此相差120º(两极电机)。当转子磁场在空间按正弦规律分布、转子恒速旋转时，三相绕组中将感应出三相正弦电动势eA,eB,eC，分别称作A相电动势、B相电动势和C相电动势。它们的频率相同，振幅相等，相位上互差120º电角。规定三相电动势的正方向是从绕组的末端指向首端。三相电动势的瞬时值为eA＝EmsinωteB＝Emsin(ωt-120o)理解三相交流电动势的形成4eC＝Emsin(ωt-240o)＝Emsin(ωt+120o)波形图、矢量图分别如图2-20(a)、(b)所示。任一瞬时，三相对称电动势之和为零，即eA+eB+eC＝O二、三相电源的连接三相发电机的三个绕组连接方式有两种，一种叫星形(Y)接法，另一种叫三角形（△）接法。1．星形(Y)接法若将电源的三个绕组末端X、Y、Z连在一点O，而将三个首端作为输出端，如图2-21所示，则这种连接方式称为星形接法。在星形接法中，末端连接点称作中点，中点的引出线称为中线(或零线)，三绕组首端的引出线称作端线或相线(俗称火线)。这种从电源引出四根线的供电方式称为三相四线制。在三相四线制中，端线与中线之间的电压uA、uB、uC称为相电压，它们的有效值用UA、UB、UC或U相表示。当忽略电源内阻抗时，UA＝EA，UB＝EB，UC＝EC，且相位上互差120o电角，所以三相相电压是对称的。规定U相的正方向是从端线指向中线。EC120ºEA120º120ºEB图2-20（b）矢量图eAeBeCOωt图2-20（a）三相电动势波形图5在三相四线制中，任意两根相线之间的电压uAB、uBC、uCA、称作线电压，其有效值用UAB、UBC、UCA或U线表示，规定正方向由脚标字母的先后顺序标明。例如，线电压UAB的正方向是由A指向B，书写时顺序不能颠倒，否则相位上相差180o。从接线图2-21中可得出线电压和相电压之间的关系，其对应的矢量式为：UAB=UA–UBUBC=UB–UCUCA=UC–UA根据矢量表示式可画出三相四线制的电压矢量图,如图2-22所示。从矢量图的几何关系可求得线电压有效值为UAB=2UAcos30º=3UAUBC=3UBUCA=3UC或U线=3U相式中；U线——三相对称电源线电压；U相——三相对称电源相电压。从矢量图还可得出，三个线电压在相位上互差120º，故线电压也是对称的。AAuAuABuCAeAXOOeCZYuBCeBBuCuBCBC图2-21三相电源星形接法-UAUCUABUCA-UBUAUBUBC-UC图2-22三相电源星形接法电压矢量图6星形连接的三相电源，有时只引出三根端线，不引出中线。这种供电方式称作三相三线制。它只能提供线电压，主要在高压输电时采用。例2.9已知三相交流电源相电压U相＝220V，求线电压U线。解：线电压U线=3U相=3×220≈380V由此可见，我们平日所用的220V电压是指相电压，即火线和中线之间的电压，380V电压是指火线和火线之间的电压，即线电压。所以，三相四线制供电方式可给我们提供两种电压。2．三相电源的三角形连接(△)接法除了星形连接以外，电源的三个绕组还可以连接成三角形。即把一相绕组的首端与另一相绕组的末端依次连接，再从三个接点处分别引出端线，如图2-23所示。按这种接法，在三相绕组闭合回路中，有eA+eB+eC＝O所以回路中无环路电流。若有一相绕组首末端接错，则在三相绕组中将产生很大环流，致使发电机烧毁。发电机绕组很少用三角形接法，但作为三相电源用的三相变压器绕组，星形和三角形两种接法都会用到。A(Z)A-+eAuABeC-B(X)uCAB++uBCC(Y)-eBC图2-23三相电源三角形接法7思考题、讨论题、作业作业：能够掌握三相交流电动势相量图。教学后记同学们的接受能力还可以，但前期的知识掌握前扎实