一、教学目的

1、了解三相交流发电机的工作原理

2、掌握三相电源的星形连接及其特点

二、教学重点

1、三相电压的产生及其表示方法

2、线电压和相电压之间的关系

三、教学难点

线电压和相电压之间的关系

四、教学方法设计

启发式、设问式、互动式。

五、教具或教学手段

多媒体课件；

六、板书设计

{dy}节   三相交流电源

一、三相交流电动势的产生

1、三相交流发电机

2、对称三相电动势

二、三相电源的连接

1、星形连接

2、线电压、相电压关系

七、教学过程

（一）新课引入

三相正弦交流电路是在单相正弦交流电路的基础上学习的，两者有密切的联系。电能的生产、输送和分配几乎全部采用三相制，为此首先应了解三相制的优点和应用概况，充分认识到三相交流电在生产实际中的重要性。

什么是三相交流电源呢?概括地说，三相交流电源是三个单相交流电源按一定方式进行的组合，这三个单相交流电源的频率相同、{zd0}值相等、相位彼此相差120°。

（二）新课讲授

{dy}节   三相交流电源

一、三相交流电动势的产生

1、对称三相电动势

三相交流电动势是由三相交流发电机产生的。（动画演示）

如图是一台最简单的三相交流发电机的示意图。

和单相交流发电机一样，它自定子(磁极)和转子(电枢)组成。发电机的转子绕组有U_l一U₂，V_l一V₂，W_l一W₂三个，每一个绕组称为一组，各相绕组匝数相等、结构相同，它们的始端（U_l、V_l、W_l）在空间位置上彼此相差120°，它们的末端（U₂、V₂、W₂）在空间位置上也彼此相差120°。

当转子以角速度ω逆时针方向旋转时，在转子绕组中将产生感应电动势，各相电动势的瞬时值表达式为：

e₁=E_msinωt

e₂=E_msin（ωt－120°）

e₃=E_msin（ωt＋120°）

这样的三个电动势叫对称三相电动势。它们的相量图和波形图，如图所示。

2、相序

三个电动势到达{zd0}值(或零)的先后次序叫做相序。e1比e2超前120°，e2比e3超前120°，而e3又比e1超前120°，称这种相序为正相序或顺相序(即U-V-W-U)；反之，如果e1比e3超前120°，e3比e2超前120°，e2 比e1超前120°，称这种相序为负相序或逆相序(即U-W-V-U)。无特殊说明指正相序。

上述的三个电动势的相序是{dy}相(U相)→第二相(V相)→第三相(W相)，这样的相序叫正序。

相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够安全可靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色标出U相，用绿色标出V相，用红色标出W相。

由相量图可知，如果把三个电动势的相量加起来，相量和为零。由波形图可知，三相对称电动势在任一瞬间的代数和为零，即

e₁＋e₂＋e₃=0

二、三相电源的连接

1．三相电源的星形(Y形)联接（三相四线制）

通常采用星形联结方式。

将发电机三相绕组的末端U₂、V₂、W₂连接在一点，始端U_l、V_l、W_l分别与负载相连，这种连接方法就叫做星形联结，如图所示。

图中三个末端相连接的点称为中性点或零点，用字母 “N”表示，从中性点引出的一根线叫做中性线或零线。从始端U_l、V_l、W_l引出的三根线叫做端线或相线，因为它与中性线之间有一定的电压，所以，俗称火线。

（1）相电压

每相绕组始端与末端之间的电压(即相线和中性线之间的电压)叫相电压，它的瞬时值用U_l、U₂、U₃来表示，通用符号用U_p表示。

三个相电压的{zd0}值相等，频率相同，相互之间的相位差均是120°，即三个相电压是对称的。

（2）线电压

任意两相始端之间的电压(即相线和相线之间的电压)叫线电压，它的瞬时值用U₁₂、U₂₃、U₃₁来表示，通用符号用U_L表示。

下面来分析线电压和相电压之间的关系。如图

U_L=√3(——)U_P

可见，当发电机绕组作星形联结时，三个相电压和三个线电压均为三相对称电压，各线电压的有效值为相电压有效值的√3(——)倍，而且各线电压在相位上比各对应的相电压超前30°

2．三相电源的三角形(△形)联接 （三相三线制）

三相电源绕组还可以连接成三角形，但电源绕组三角接时只能向负载提供一种电压：

U_L = U_P

将三相发电机的第二绕组始端V1与{dy}绕组的末端 U2相连、第三绕组始端W1与第二绕组的末端V2 相连、{dy}绕组始端U1与第三绕组的末端 W2相连，并从三个始端U1、V1、W1引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法叫做三角形(△形)联接。

这种没有中线、只有三根相线的输电方式叫做三相三线制。

【例10-1】已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为E = 220 V，试求：(1) 三相电源为Y形接法时的相电压UP与线电压UL；(2) 三相电源为 D 形接法时的相电压UP与线电压UL。

解：(1) 三相电源Y形接法：相电压UP=E =220V，线电压U_L=√3(——)U_P=380V

(2) 三相电源D形接法：相电压UP=E =220V，线电压U_L=U_P=220V。

（三）课堂小结

1.三相交流电源的特点：

三个频率相同、{zd0}值相等、而相位彼此

相差120。的单相交流电源的组合。

2.三相交流电动势的解析式:

{dy}相(U相)电动势： e1=Emsinωt

第二相(V相)电动势： e2=Emsin(ωt-120°)

第三相(W相)电动势： e3=Emsin(ωt + 120°)

3.相序

正相序（顺相序）U-V-W-U

负相序（逆相序）U-W-V-U

4.星形（Y形）联接和三角形（△形）联接中

线电压和相电压的关系：

星形：U_L=√3(——)U_P

三角形: U_L = U_P

（四）课堂练习

1、三相四线制供电体制中，你能说出线、相电压之间的数量关系及相位关系吗？

数量上线电压是相电压的√3(——)倍；在相位上超前线电压超前与其相对应的相电压30°.

2、你能说出对称三相交流电的特征吗？

三个{zd0}值相等、角频率相同、相位上互差120°的正弦交流电。

3、已知某电源的相电压是6kV，如果绕组接成星形。（1）它的线电压是多大？

（2）如果已知u1=Umsinωt  kV，写出所有的相电压和线电压的解析式。

解： (1) U_L=√3(——)U_P=6√3(——)KV

(2)u2=Umsin（ωt-120。）

u3=Umsin（ωt+120。）

u12=Umsin（ωt+30。）

u23=Umsin（ωt-90。）

u31=Umsin（ωt+150。）