第3章 正弦交流電 電子教案_第1頁
第3章 正弦交流電 電子教案_第2頁
第3章 正弦交流電 電子教案_第3頁
第3章 正弦交流電 電子教案_第4頁
第3章 正弦交流電 電子教案_第5頁
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文檔簡介

XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案

電工電子技術(shù)基班級

課程名稱

礎(chǔ)

3.1概述、3。2

課次/

課程章節(jié)?正弦交流.電的基.

本概念.

授課方法教具PPT

交流電的定義,正弦交流電的三要素,正弦交流

教學(xué)內(nèi)容

電的有效值,非正弦交流電

知識目標(biāo):掌握交流電的原理、定義、三要素、

知識目標(biāo)

有效值

能力目標(biāo)

能力目標(biāo):運用交流電的概念分析問題.

重點:正弦交流電的三要素、有效值

重點、難

難點:正弦交流電的有效值,非正弦交流電的分

復(fù)習(xí)提問

作業(yè)3-1:3~1:1。,2?,3,,5o,3—3:L,2。,

3.,

教學(xué)時間3學(xué)時

正弦交流電就是按照正弦規(guī)律變化的交流

電量。因為正弦交流電的變化是一個漸變過程,

很適合電感器件的工作原理,故得到廣泛的應(yīng)

課后小結(jié)用。

非正弦交流電中含有大量的高次諧波成分,

因為電容、電感的容抗和感抗是頻率的函數(shù),高

次諧波會使這些設(shè)備工作不正常。

教案附頁注釋

【知識學(xué)習(xí)】

3.1概述

在交流電路中,有著各種不同頻率的交流電量。按正

弦規(guī)律變化的交流電量是用途最廣、最基礎(chǔ)的交流電量。

1。交流電

大小和方向都隨時間作周期性變化并且在一個周期

內(nèi)平均值為零的電壓、電流或電動勢,統(tǒng)稱交流電。常

2.正弦交流電

定義:正弦交流電是按照正弦規(guī)律變化的交流電量

優(yōu)點:頻率單一,工作在正弦交流電下的電器設(shè)備噪

聲低,損耗小,電磁干擾小,設(shè)計計算簡單,易于標(biāo)準(zhǔn)化。

3.2正弦交流電的基本概念

正弦交流電的三要素

lo最大值

正弦交流電變化過程中所達(dá)到的極值稱為最大值,又

稱交流電的振幅,用/m、Um、Em表示。下圖中Ln是

電流的最大值。

2O周期T

正弦交流電完成一次周期性變化所用時間稱為一個

周期,用T表示,如下圖所示。周期的單位是s(秒).

3.頻率/和角頻率0)

正弦交流電在單位時間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),稱

為頻率,用/表示,單位是Hz(赫).對于比較高的頻率

用kHz(千赫)或MHz(兆赫)表示,其換算關(guān)系為

lkHz=103Hz

lMHz=103kHz=106Hz

頻率和周期互為倒數(shù)關(guān)系,即

正弦函數(shù)總是與一定的角度相對應(yīng),正弦交流電變化

一個周期時,電角度也變化了2冗。因此,正弦交流電變

化的快慢除了用頻率表示外,還可以用角頻率g來表示,

2kf

角頻率的單位是ead/s(弧度/秒),由角頻率的定義可

知,經(jīng)過1時間后,變化的電角度a與角頻率①的關(guān)系

為:a=cot,這樣,

u—Umsina表達(dá)式可改寫為

u-Umsincot

4.初相角(p0

正弦交流電是隨時間連續(xù)變化的,一般來說沒有肯定

的起點或終點。分析過程中,為了研究問題的方便,必

須選擇一個計算時間的起點.

當(dāng)t=0時(計時起點),正弦交流電已具有的角度

為夕。,稱為正弦交流電的初相角.顯然,初相角的選擇

與計時起點有關(guān)

最大值,角頻率和初相角,只要有了這三個基本參數(shù),

就可以確定一個正弦交流電。因此,這三個基本參數(shù)稱

為正弦交流電的三要素。

相位與相位差

1.相位

若正弦電流的初相角為9。,當(dāng)隨時間變化時,它的

角度變化為而十夕。,稱之為交流電流的相位。相位是反

映正弦交流電變化進(jìn)程的。有了相位這個物理量以后,

就可以比較兩個同頻率正弦量誰先到達(dá)最大值或誰先到

達(dá)零。

2.相位差

相位差是對兩個同頻率的正弦量而言,即兩個同頻率

正弦量的相位之差,稱為相位差,用夕表示。兩個同頻率

的正弦量的相位差為

]W=(3%+)--k3t+夕02)=卯"-01?

兩個同頻率正弦交流電的相位之差等于它們的初相之差。

正弦交流電的有效值

交流電的計算和測量是用有效值來表示的。將一個直

流電流與一個交流電流分別通過阻值相等的兩個電阻R,

如果在同一時間(一個周期T)內(nèi),兩個電流在電阻卡上

做功相等,這個直流電就稱為交流電的有效值。根據(jù)有

效值的定義有

CT

RI2T=Ri?dt

0

等式的左邊是直流電在一個周期時間內(nèi)做的功,等式

的右邊是交流電在一個周期內(nèi)做的功.將上式整理得

CT

*i2ck

設(shè)交流電瞬時電流i=Imsmcot,將其代入上式積分得

/=上—O.7O7/m

72

即正弦交流電流的有效值等于最大值的鬢同理,可以

求得交流電壓的有效值和交流電動勢的有效值為

utll

U=0.70717,,,

72

E=答—().707E,“

72

3o2o4諧波的概念

以上分析了單一頻率的正弦交流電,但在工程中除

了單一頻率的正弦交流電之外,更多的是非正弦交流電。

現(xiàn)在電力電子技術(shù)已經(jīng)普及,本來比較規(guī)矩的三相正弦交

流電路由于接入了電力電子電器,使波形產(chǎn)生很大的畸

變,這個畸變的交流電干擾其他用電器正常工作。非正弦

交流電的概念是現(xiàn)在工程技術(shù)人員必須掌握的基本知識。

1807年法國科學(xué)家傅里葉提出了諧波的概念:任何

周期函數(shù)都可以用正弦函數(shù)和余弦函數(shù)構(gòu)成的無窮級數(shù)

來表示.被后人稱為傅里葉級數(shù)。根據(jù)傅里葉級數(shù),一個

任何非正弦交流電,都可以分解為無窮多個正弦量相疊加

的形式。這也就是說矩形波、三角波、一切的非正弦交流

波形都可以用多個頻率不同、幅值不同的正弦量相疊加來

表示.

1.諧波的數(shù)學(xué)表達(dá)式

fCt)=AoA]msin(a>Z+8)+A?rnsin(2o>/+(p->)+A3msin(33?+外)+

+A/.msin(ka)t+(pj.)

=A0+22Ak^in(kcut)

Hin

式中:是非正弦函數(shù),第一項Ao稱為函數(shù)的直流分

量,又稱為零頻分量,在脈動直流電中才有;

第二項4msinQt+外)稱為一次諧波,這是脈動直流

電、交流電的最低頻率諧波,稱為基波;

第三項及以后各項統(tǒng)稱為高次諧波。由于高次諧波

的頻率是基波的整數(shù)倍,故左=2稱為二次諧波,%=3稱

為三次諧波,其余順次稱為4次、5次…諧波。有時還

將左=1、3、5...等奇次的諧波稱為奇次諧波;k=2、4、

6...等偶次的諧波稱為偶次諧波。

在一個具體的非正弦波形中,由于波形的形狀不同,

分解后有的只含有奇次諧波或只含有偶次諧波.在交流非

正弦波形中,分解后不含有直流分量4,只有正弦諧波分

量;在直流脈動非正弦波形中,分解后即含有直流分量

4,又含有各正弦諧波分量。

2o交流周期電量的分解

圖3-6是交流周期矩形波分解和疊加的情況。

由圖中可見,交流周期電量分解后沒有直流分量(也

可以認(rèn)為直流分量為0)。圖(a)是取/疊加量的前3項,

即只取到5次諧波,合成曲線如圖中虛線所示。由圖中可

見,基波的幅度最大,頻率最低;3次諧波的幅度是基波

的1/3,頻率是基波的3倍;5次諧波的幅度是基波的1/5,

頻率是基波的5倍。其合成波形的形狀和矩形波還有一定

的差距。

圖(b)是取了疊加量的前6項,取到11次諧波,11次

諧波的幅度是基波的1/11,頻率是基波的11倍,合成波形

已經(jīng)非常接近矩形波了。

結(jié)論:

①任何一個非正弦周期電量,都可以看作是由多個

正弦周期電量相疊加的結(jié)果。

②單方向脈動周期電量含有直流分量和交流分量;

而交流周期電量只含有正弦交流分量而不含有直流分量。

③非正弦周期電量的諧波頻率越高,其幅度越小,

即起主要作用的是諧波的前幾項。

④非正弦電量的波形和正弦電量的波形差別越大,

這個非正弦電量的諧波越豐富,在電路中占用的頻帶越

寬。

⑤有些非正弦電量是工作中必需的,有些非正弦電

量是工作中產(chǎn)生的干擾。要想將不需要的非正弦電量去

除,在電工電子技術(shù)基礎(chǔ)中應(yīng)用的是濾波電路。

3。諧波概念的工程應(yīng)用

(1)工程中的交流電都含有諧波

現(xiàn)在進(jìn)入電力電子技術(shù)時代,使三相電網(wǎng)產(chǎn)生大量的

諧波。該諧波干擾其他電器不能正常工作。

(2)諧波概念的應(yīng)用

①擴展分析問題的思路,后續(xù)課中要學(xué)習(xí)電感、電

容等器件在交流電路中的應(yīng)用,這些器件的電抗都是頻率

的函數(shù),即電路的頻率不同,電抗不同。如果電路中是一

個非正弦交流電,基波的電抗和高次諧波的電抗就不同,

對電路的影響就不同,發(fā)生的現(xiàn)象就不同。

②電子電路都是工作在一定的通頻帶,聲音、壓力、

速度、流量等物理量轉(zhuǎn)換為的電信號都不是單一的正弦

波,是由不同頻率組成的頻帶,在進(jìn)行電路分析時也要用

到諧波的概念。

③我們更多的是利用諧波的概念去分析問題,發(fā)現(xiàn)

問題,而不是利用諧波的理論去進(jìn)行計算.

總結(jié)

正弦交流電就是按照正弦規(guī)律變化的交流電量.因為

正弦交流電的變化是一個漸變過程,很適合電感器件的

工作原理,故得到廣泛的應(yīng)用。

非正弦交流電中含有大量的高次諧波成分,因為電

容、電感的容抗和感抗是頻率的函數(shù),高次諧波會使這

些設(shè)備工作不正常。

XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案

電工電子技術(shù)基班級

課程名稱

礎(chǔ)

3.3交流電的相量

課次/

課程章節(jié)表示及同頻率正弦

量的四則運算

授課方法教具PPT

1.交流電的相量表示

教學(xué)內(nèi)容

2.同頻率正弦量的四則運算

知識目標(biāo):掌握正弦交流電的相量法.

知識目標(biāo)

能力目標(biāo):能用相量法進(jìn)行交流電的計算,讀懂

能力目標(biāo)

相量表達(dá)式.

重點:正弦交流電的相量表示法、正弦量的四組

重點、難

運算

難點:相量原理

復(fù)習(xí)提問

-

作業(yè)3—1:60,33:3。,7.,8。,

教學(xué)時間2學(xué)時

相量法很好的解決了同頻率交流電的運算

問題。相量法現(xiàn)在是正弦交流電分析、運算的一

課后小結(jié)種基本方法,廣泛的應(yīng)用在工程計算和科技書籍

對交流電路的分析中.不懂相量法,一般的科技圖

書看不懂。

教案附頁注釋

【知識學(xué)習(xí)】

3.3交流電的相量表示及同頻率正弦量的加減

運算

當(dāng)多個同頻率的正弦交流電作用在同一電路時,就要

對總的作用效果進(jìn)行計算.這就需要正弦交流量的四則運

算.因為正弦量是一個函數(shù)量,直接進(jìn)行函數(shù)的四則運算

很困難,將正弦函數(shù)用復(fù)數(shù)表示,計算就方便多了。

交流電的表示方法:

解析法:

,=/mSin①

u=UmSinco/,

e=Emsin①力

波形圖法:

這兩種方法都可以表示正弦量以及同頻率正弦量之

間的關(guān)系,但四則運算困難。

正弦交流電的旋轉(zhuǎn)矢量表示法

圖3一7左邊是旋轉(zhuǎn)矢量圖,取一有向線段作為旋

轉(zhuǎn)矢量,

其長度為正弦量的最大值Im,它的起始位置與橫軸正方向

的夾角為正弦交流電的初相角以.旋轉(zhuǎn)角速度為正弦交

流電的角頻率M并以逆時針方向繞坐標(biāo)原點旋轉(zhuǎn)。旋

轉(zhuǎn)矢量在縱軸的投影,就等于該時刻正弦交流電的瞬時

值。

圖3-7的右邊為這個正弦交流電的波形圖,可見旋轉(zhuǎn)矢

量和波形圖有一一對應(yīng)關(guān)系,即用旋轉(zhuǎn)矢量法同樣可以表

示正弦量。

當(dāng)有兩個(或多個)同頻率的正弦交流電用旋轉(zhuǎn)矢量

表示時,它們的相位差不變,因此,可只研究它們在初相

時的關(guān)系,這樣旋轉(zhuǎn)矢量就可以轉(zhuǎn)化為靜止矢量來進(jìn)行研

究。

根據(jù)矢量的計算法則,可求出兩個旋轉(zhuǎn)矢量的合矢

量.見圖3-8所示。

用旋轉(zhuǎn)矢量法可以進(jìn)行矢量的加減運算,但計算復(fù)

雜.

3.3.2相量法

相量法是以復(fù)數(shù)運算為基礎(chǔ)來分析正弦交流電的一

種方法。相量法不但可以將正弦量的計算大大簡化,還可

直觀地表現(xiàn)出電量的相位關(guān)系,下面先介紹復(fù)數(shù)的基礎(chǔ)知

識。

1.復(fù)數(shù)的表示方法

將圖所示將oxy坐標(biāo)系改建在復(fù)平面上,x軸用+1

表示,表示實數(shù)軸;y軸用+J表示,為虛數(shù)軸。復(fù)數(shù)A

(又稱復(fù)矢量)在復(fù)坐標(biāo)系上可表示一矢量,復(fù)數(shù)A由

實部和虛部兩部分組成。其代數(shù)表達(dá)式為

A=a-\~\b

式中:a為復(fù)數(shù)的實部;b為復(fù)數(shù)的虛部;j為虛單

位淇

在虛數(shù)軸上的投影就是復(fù)數(shù)A的虛部兒根據(jù)三角形關(guān)系

可得

XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案

電工電子技術(shù)基班級

課程名稱

礎(chǔ)

304電阻、電感、

課次/

課程章節(jié)電容在交流電路中

的特性

授課方法講授+演示+分析教具PPT

教學(xué)內(nèi)容電阻、電感、電容在交流電路中的特性

知識目標(biāo):掌握電阻、電感、電容交流電路中的

教學(xué)目標(biāo)電壓與電流的關(guān)系及其功率

能力目標(biāo):會應(yīng)用以上知識分析、解決實際問題.

重點:電阻、電感、電容交流電路中的電壓與電

重點、難

流的關(guān)系及其各種功率

難點:電阻、電感、電容交流電路中特點及應(yīng)用

復(fù)習(xí)提問

作業(yè)3—1:7o,3—2:1.,2。,3.,4.,3一3:4.,

教學(xué)時間2學(xué)時

電阻、電感、電容,統(tǒng)稱為電工學(xué)的三大器件。

因為在電工電路中,任何復(fù)雜的負(fù)載,都超不出

這三個器件的特性。當(dāng)電路中負(fù)載工作時,電流

電壓同相位,稱阻性;電流落后電壓一定電角度,

課后小結(jié)

稱感性;電流超前電壓一定電角度,稱容性。

在電工技術(shù)中,三大電路器件的電特性,是

學(xué)習(xí)、應(yīng)用電路的基礎(chǔ),必須牢固掌握。

教案附頁注釋

【知識學(xué)習(xí)】

3.4電阻、電感、電容在交流電路中的特性

電阻、電感、電容,統(tǒng)稱為交流電路3大器件。在

交流電路中,任何器件的電路特性都可以用這3大器件

來進(jìn)行等效,所以這三大器件的電路特性是學(xué)習(xí)電路的

基礎(chǔ)。

3o4.1純電阻電路

6+u-6

1.電流與電壓之間的關(guān)系

設(shè)電阻兩端電壓按正弦規(guī)律變化,即片UmSinM,

根據(jù)歐姆定律,=,山皿=ImSinM

式中,/m=Um/R,等式4兩邊同除以后,有/=

U/R

如果用相量表產(chǎn)?

j=1或

由以上分析,可得出如下結(jié)論:

(1)電阻中電流與電壓同相位,即它們的初相角

相等,相量圖和波形圖如圖3-12所示。

(2)電流和電壓的瞬時值、最大值、有效值都服

從歐姆定律,即

,5“.U{_U

1~R'~R'F

2o電阻電路消耗的功率

根據(jù)功率的定義,電阻電路消耗的瞬時功率為

P=ui=Um/msin's.

m/tnLnr).

=—7———g—cos23t

=UI—17/cos23t

由于電阻兩端的電壓與電流同相位,所以瞬時功率

(即電流與電壓之積)在任意時刻均為正值,即在任意

時刻均消耗能量。瞬時功率分為兩項,一項是有效值

之積,另一項是余弦函數(shù),因為余弦函數(shù)在一個周期內(nèi)

的平均值為零,所以電阻在一個周期內(nèi)消耗的平均功率

P=UI

結(jié)論:在交流電路中,當(dāng)交流電用有效值表示,

電阻電路的計算方法與直流電路相

同,直流電路的基本概念都可以用于

交流電路的分析。

純電感電路

在交流電路中,許多電器設(shè)備或器件是由線圈繞

制而成的,線圈中既存在電感,又存在導(dǎo)體電阻和電容。

當(dāng)電阻、電容與電感相比較可以忽略不計時,即可把線

圈用理想電路模型一電感元件來表示。電感元件簡稱

電感,由電感元件組成的電路稱為純電感電路。

2.純電感電路中電壓與電流的關(guān)系

設(shè)通過電感的電流為i=/msin而,電感兩端

產(chǎn)生的自感電動勢為

一史

心出

自感電動勢縱與外加電壓U的關(guān)系可由基爾霍夫定律

求得。根據(jù)電路中給定的參考方向,沿電

路繞行一周,有

U-\-ei=0

)電路

a=-e〕.—L3-<a

XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案

電工電子技術(shù)基班級

課程名稱

礎(chǔ)

課次/

課程章節(jié)3.5。1

授課方法講授+演示+分析教具PPT

教學(xué)內(nèi)容RL串聯(lián)電路、RLC串聯(lián)

知識目標(biāo):掌握RL串聯(lián)、RLC串聯(lián)電路特點、計

教學(xué)目標(biāo)算。

能力目標(biāo):會用RLC串聯(lián)電路的概念分析問題。

重點:RL串聯(lián)電路的電壓與電流的關(guān)系及其各種

重點、難

功率

難點:RLC串聯(lián)電路分析

復(fù)習(xí)提問

作業(yè)3-1:9.,3-2:1(3),5.,6。,9。,10.,

教學(xué)時間2學(xué)時

RL串聯(lián)電路在工程中多為線圈電路,因為線

圈自含電阻。RLC串聯(lián)電路多是為了達(dá)到某種工

程目的在線圈中串聯(lián)電容。例如LC串聯(lián)諧振電

路,必須在線圈中串聯(lián)電容.

課后小結(jié)

在串聯(lián)電路的分析中,因為通過的是同一電

流,都是以電流為參考相量,這樣容易分析。在

串聯(lián)電路中,電流和電壓一般不同相位,總電壓小

于串聯(lián)電壓之和。

教案附頁注釋

【知識學(xué)習(xí)】

3o5RLC串并聯(lián)電路

3.5。1RL串聯(lián)電路分析

L電路組成

_LRL

+NR-+UL~

6+u-a

圖3-15RL串聯(lián)電路

2o電壓之間的關(guān)系

設(shè)電路中的電流為i=Imsmcot,則電阻兩端的電壓

UR=RIcot==Ucot

電感兩端的電壓為

HI=XIImsin(ft>Z+5)=U.mSin(sf+y)

總電壓為

U=Uii-\-Ui,I

由于兩個同頻率的正弦量相加后,其和仍為同頻率

的正弦量,所以總電壓M的相量表達(dá)式為

+S=iR.Jjx,=J(Rtjx±)=iz

式中Z=K+jM,為復(fù)阻抗,復(fù)阻抗的模和輻角為

Z|=,R?+X,

XL

cp=arctan

如圖(a)所示,電壓是一個三角形。根據(jù)此三角形可

求得各電壓有效值之間的關(guān)系為

s=u/=yp2+Q-

P=URI=Scos(p?(3-33)

Qz=ULI=Ssin(p

Qi

(P=arc!an—

2.電阻、感抗與阻抗之間的關(guān)系

阻抗三角形如圖(a)所示.由于X/.是頻率/的函

數(shù),所以

IZI也是頻率的函數(shù),/增大,IZ|增大,,減小,|ZI

減小。當(dāng)a/用有效值表示時,lzl=u//

3.KL串聯(lián)電路的功率

根據(jù)功率的定義,如將各電壓的有效值同乘以電流

/,得到功率三角形,如圖(c)所示。根據(jù)功率三角形

S=U/=〃+Q,|

P=UK/=Scos(p(3-33)

Qi=UiI—Ssin(p

—號

p

A=v=cos<p

功率因數(shù)是交流電路運行狀況的重要指標(biāo),入越大,

表明電路對電源輸送的功率利用率越高.

3o5o2RLC串聯(lián)電路

1.電路組成

如右圖所示

2o電流與電壓的關(guān)系

串聯(lián)電路中各元件通過的為同一電流,設(shè)電流為i

=/mSinft)Z

0=九+S+"

根據(jù)相量表達(dá)式,以電流為參考相量,根據(jù)各電壓

的初相角作出相量圖如圖所示。

根據(jù)此電壓三角形,可寫出各電壓有效值之間的關(guān)

系為

I=LUL—UC)2'

U,-Ue;(3-35)|

(P=arctan—萬----

2.阻抗之間的關(guān)系

將串聯(lián)電路的參數(shù)代入電壓相量表達(dá)式,有

I0-0”+S+u+jx,/+(-jx<)/

=[R+j(X1-X<)]f

=(R+)x)i=zi

式中,Z是串聯(lián)后的復(fù)阻抗。

Z=R+J(3—々)=R+jX

\ct>C/

3.電路的三種性質(zhì)

由以上分析,可總結(jié)出電路的三種性質(zhì):

(1)當(dāng)電路的感抗大于容抗,電路的總電壓超前

電流一個夕角,電路呈感性,相量圖如圖3-19所示。

(2)當(dāng)電路的感抗小于容抗,電路的總電壓落后

電流一個(P角,電路呈容性,相量圖如圖3—21所示

(3)當(dāng)電路中的感抗與容抗相等,此時電路中的

總電流和總電壓同相位,電路呈阻性,這種狀態(tài)稱為串

聯(lián)諧振,相量圖如圖3-22所示.

4.電路的功率關(guān)系

(1)有功功率

在RLC串聯(lián)電路中,只有電阻消耗能量,所以電路

的有功功率就是電阻上消耗的功率。

P=URI=UIcos(p=Scoscp

(2)無功功率

在RLC串聯(lián)電路中,電感和電容都與電源進(jìn)行著

能量的交換,所以都有無功功率。

Q=Q1,一Qc=U/sincp

(3)視在功率

根據(jù)視在功率的定義有

S=UI=/p2+Q2

總結(jié)

RL串聯(lián)電路在工程中多為線圈電路,因為線圈自

含電阻。RLC串聯(lián)電路多是為了達(dá)到某種工程目的在

線圈中串聯(lián)電容。例如LC串聯(lián)諧振電路,必須在線圈

中串聯(lián)電容。

在串聯(lián)電路的分析中,因為通過的是同一電流,都

是以電流為參考相量,這樣容易分析。在串聯(lián)電路中,

電流和電壓一般不同相位,總電壓小于串聯(lián)電壓之和.

XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案

電工電子技術(shù)基班級

課程名稱

礎(chǔ)

課次/

課程章節(jié)3o5

授課方法講授+演示+分析教具PPT

教學(xué)內(nèi)容RL并聯(lián)電路、RLC電路工程應(yīng)用

知識目標(biāo):掌握RL并聯(lián)電路特點、計算。

教學(xué)目標(biāo)

能力目標(biāo):掌握理論知識的工程應(yīng)用.

重點、難重點:LC并聯(lián)電路的電壓與電流的關(guān)系

點難點:LC并聯(lián)電路相量分析

復(fù)習(xí)提問

作業(yè)完成能力培養(yǎng)中問題。

教學(xué)時間4學(xué)時

總結(jié)

LC并聯(lián)電路在工程上有著廣泛應(yīng)用。諧振

課后小結(jié)

應(yīng)用、在交流電網(wǎng)中進(jìn)行功率因數(shù)補償?shù)?

教案附頁注

【知識學(xué)習(xí)】

3o5o4RLC串聯(lián)諧振

loRLC串聯(lián)諧振原理

在RLC串聯(lián)電路中,當(dāng)工作頻率/達(dá)到一定值,有

XC=XL,X=0,稱為出現(xiàn)了諧振。諧振電路的阻抗為

IZ|=/R2+X.2=R

R為線圈的體電阻,最小,電路中電流達(dá)到最大值

「UU

由于電路中的電流最大,分別在電容和電感兩端產(chǎn)生的電

壓也最大

Ui一Uc》UR—L

取電感(或電容)上的電壓和總電壓之比,用Q來表示,

稱為品質(zhì)因數(shù),用。表示:

X/

Q赍IRR

電路的諧振頻率根據(jù)XC=XL,可推導(dǎo)出為

mu

I2TT/LC

2.工程應(yīng)用

(1)諧振選頻

圖中L的電感量可調(diào),當(dāng)輸入電壓頻率達(dá)到用時,

“0有最

大值,在其他頻率時,“O都小,即把需要的頻率選出.

圖(a)是諧振陷波電路。當(dāng)LC串聯(lián)電路在為出現(xiàn)諧

振時,頻率為左的電流最大,在電阻式上產(chǎn)生的電壓降最大,

輸出電壓“0最低,即將頻率為力的電壓剔除

(3)電力電網(wǎng)嚴(yán)禁出現(xiàn)諧振

在電力電網(wǎng)中,工作電壓在幾百V到幾十kV,電容、

電感的額定電壓是按照電路的額定電壓設(shè)計的,一旦出現(xiàn)

了諧振現(xiàn)象,電容、電感上的電壓成倍的增加,會立刻造成

聯(lián)電路各支路所加的為同一電壓,以電壓為參考量,設(shè)電

壓按正弦規(guī)律變化,即

u一Umsin31

電感支路中的電流有效值為

UU

該支路電流在相位上落后電壓u一個6角,其值為

R

(p\=arccos

電容支路中的電流有效值為

U

1

(Ac

由于兩條支路中電流相位不同,所以總電流的有效值

應(yīng)是它們的相量和,即

i=il+ic

以電壓相量為參考,作出相量圖如圖(a)所示。

為了便于分析,把電感中電流分解為水平分量垂直分

量,如圖(b)所示。根據(jù)三角關(guān)系,可求得總電流的有效值

/=一+(八、一〃)2

=,(Leos卯1尸十(Lsin火1一/「)2

總電流與總電壓之間的相位差為:

11sin(p?-1(

cp=arclan--------------

11coscp?

2O幾點結(jié)論

(1)電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器后,可使總電流減小。這

是因為電容中無功電流/c與九電流的無功分量/1V方向相反,

相互抵消的緣故,使總電流/比電流還要小。

(2)電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器后,使總電流與電壓之間的

相位差3小于感性負(fù)載上的電流與電壓之間的相位差夕,,

提高了總電路的功率因數(shù)。由此可知,若要提高感性電路

的功率因數(shù),可在感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器。

(3)當(dāng)并聯(lián)電容中的電流L與電感中的電流八的垂直分量大

小相等時,則總電流/.與電壓U同相位。這種現(xiàn)象稱為并聯(lián)

諧振。并聯(lián)諧振電路的總阻抗最大,總電流最小。

【工程應(yīng)用】

3o6交流電路綜合應(yīng)用

3o6o1電路濾波

1.電感濾波

感抗比較大的鐵心線圈,稱為電抗器。因為電感中電

流不能突變,主要用在工業(yè)交直流電路中作為電流濾波或

限流(限制電流的變化)。圖3—25(a)是交流電抗器結(jié)構(gòu)

原理圖,為了防止鐵心磁飽和,在鐵心磁路中留有一定的

空氣隙。

圖3-25(b)是濾波電路,濾波目的就是使負(fù)載電阻

A上得到平滑的直流電(見圖(c)中〃、i波形)。

由圖(c)可見,輸入電壓〃是正弦半周脈沖電壓,不是

平滑的直流電.由諧波理論分析:〃中含有0。9U的直流量和

0.3Usin2皿及以上頻率的高次諧波,濾波目的就是將其中

的交流諧波成分剔除,剩下平滑的0.9。直流電。采用RL串

聯(lián)電路,L只對交流電產(chǎn)生感抗,對直流電沒有感抗,當(dāng)

選擇XL>>R時,交流量被阻止,剩下的直流量加到電阻R

上.濾波后的電流,如圖(c)所示。

電感濾波應(yīng)用的是電感的感抗原理(或充放電原理)。

2.電容濾波

圖3—26(a)是電容濾波電路,電容C和負(fù)載電阻R

并聯(lián).濾波原理分析:

圖(b)是濾波波形,由圖中可見,當(dāng)〃電壓上升時,電

容充電,充電電壓達(dá)到波峰值Um,〃開始下降,此時電容

開始放電,因為電容容量較大,放電時電壓下降較慢,將

波谷補平,得到較平滑的直流電“0。

因為電容充電快,放電較慢(放電是通過電阻R),電

容上的電壓下降的就慢,把電壓的波谷補平,使電阻上的電

壓變平滑。濾波后電壓的平滑度和電容的容量C、電阻的

阻值R有關(guān),把C、R的乘積稱為時間常數(shù)T(CR=T),T

越大,濾波效果越好。一般在整流濾波電路中,取RC21。

5?2。5T,T為交流電周期。

電容濾波也可以用RC并聯(lián)電路來分析,因為并聯(lián)電

路電抗越小,分流越大,電抗越大分流越小,當(dāng)Xc<<R,

交流分量被電容分流,電阻中只剩下直流分量.

3.6.2RL在交流電路中應(yīng)用

1.電抗器限流應(yīng)用

圖3—29(a)是電焊機原理圖。由焊接變壓器和電抗

器組成。焊接變壓器的輸出電壓5為70V,為了防止焊條

焊死時焊接變壓器短路,在電路中串入XL=0.21Q的電抗

器。

電路的限流原理為:圖3—29(b)是等效電路,圖

3-29(c)是相量圖,在正常工作時,電流為3()()A,電抗器上

的電壓為

UL=IXL=300X0O21V=63V

電弧上的電壓為

2

UR=y/u2-uj=17()2-632=30.5V

當(dāng)焊條焊死,UR為0,Ui電壓加在電抗器L上,電抗

器中電流為:

由計算可知,電焊機的短路電流只比工作電流多出

33.3A(多出11%),即焊條短路時電焊機不會燒毀。如果

沒有電抗器限流,焊條短路時變壓器輸出的是短路電流,

變壓器會被燒毀。

2.電爐煉鋼

鋼是鐵的合金。鐵礦石經(jīng)銘化后得到的鐵叫生鐵或鑄鐵,鑄

鐵含碳量高,一般含碳量在3%?4。5%,還含有少量的硅、錦、

硫、磷等。含碳量在0.2%?1.7%之間的鐵合金稱為鋼。鋼是建

筑、國防、機械制造、生產(chǎn)工具等用量最大的金屬材料。

當(dāng)通過以焦炭為燃料得到的鑄鐵,可作為煉鋼的原料,在液化

狀態(tài)下再進(jìn)行減碳精煉就成為鋼.精煉不能再用含碳燃料,可以轉(zhuǎn)

到電爐中進(jìn)行精煉。

電爐結(jié)構(gòu)如圖3—30所示,爐頂裝有3個電極,通過電極對

鋼液進(jìn)行電弧放電產(chǎn)生高溫,將鐵融化.在鋼液中還要提供一定

的氧氣,并加入脫硫、脫磷等添加劑,將鋼液中多余的碳、硫、

磷等雜質(zhì)剔除。

交流電在電爐中形成電弧的過程中,其電壓和電流同相位,故

稱為電阻爐。

電極

圖3-30電爐煉鋼示意圖

【能力培養(yǎng)】

3。6o4問題思考

1.在電阻電路中,串聯(lián)電感限流,利用了電感的哪些特

點?利用了R、L串聯(lián)電路的哪些特點?

2o圖3—31是日光燈的結(jié)構(gòu)圖和相量圖,工作在

220V±10%V交流電網(wǎng)上。圖(a)中燈管可等效為電阻(點

燃時需要較高的電壓),正常工作時燈管兩端電壓維持在

60V左右,通過電感降壓限流(鎮(zhèn)流器)。圖(a)的啟輝器

通過短路燈管給燈絲加熱,當(dāng)啟輝器斷開時點燃燈管.

問:日光燈點燃、正常工作,利用了電感的哪些特點?

換成電容鎮(zhèn)流可以嗎?

3.在220V交流電中,因為電阻、電感、電容都有阻止

電流流動的能力,都可以用其接成降壓電路(如圖3-32所

示),請分析三種降壓電路的優(yōu)缺點.

4o為什么煉鋼采用電爐加熱而不再用焦炭加熱?

XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案

課程名稱電工電子技術(shù)基班級

礎(chǔ)

課次/

課程章節(jié)

授課方法講授+演示+分析教具PPT

教學(xué)內(nèi)容RLC串聯(lián)諧振電路

知識目標(biāo):掌握三相交流電的連接方法、各個電

教學(xué)目的壓之間的關(guān)系。

能力目標(biāo):會進(jìn)行交流的使用連接。

重點、難重點:三相交流電的連接方法。

點難點:相、線電壓之間的關(guān)系。

復(fù)習(xí)提問

作業(yè)

三相交流電是三相對稱的交流電,特點是:①

互差120°電角度,加在電動機上可以形成旋轉(zhuǎn)磁

課后小結(jié)場;②三個電壓最大值相等,相加之和為0,當(dāng)

負(fù)載平衡時可以省掉中性線。當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)問題使

三個相電流出現(xiàn)不平衡,可以通過檢測中性點的

平衡度進(jìn)行報警保護。③三相交流電器運行平

穩(wěn),噪聲低,出功大。

教案附頁注釋

【知識學(xué)習(xí)】

3o7三相交流電的產(chǎn)生和三相電源的連接

3.7.1為什么電力系統(tǒng)都采用三相制供電

三相制供電有一系列的優(yōu)點:

(1)三相發(fā)電機或變壓器比同樣尺寸的單相發(fā)電

機或變壓器輸出和傳遞的功率大。

(2)在輸送功率相同、電壓相同和距離、線路損

失都相同的情況下,采用三相制輸電可以比單相制輸電

節(jié)省約25%的線材。

(3)三相異步電動機與單相異步電動機相比較,在

輸出功率相同的情況下,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格

低廉、電磁噪聲小、性能好、工作可靠等優(yōu)點。

3.7.2三相交流電的產(chǎn)生

三相交流電是由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的,然后通過

三相變壓器升壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送,到達(dá)用電地時再通過

三相發(fā)電機結(jié)構(gòu)如圖所示,主要是由定子和轉(zhuǎn)子兩

大部分組成.三相發(fā)電機定子內(nèi)圓周表面的槽內(nèi)裝有結(jié)

構(gòu)完全相同、在空間彼此相隔120。機械角的3個繞

組U1—U2、V1—V2、W1-W2,分別稱為

U相繞組、V相繞組、W相繞組。U1、V1和W

1是3個繞組的首端;U2、V2和W2是3個繞組

的尾端。

發(fā)電機的轉(zhuǎn)子鐵心上裝有勵磁繞組,當(dāng)勵磁繞組中

通以直流電時,在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生磁場。轉(zhuǎn)子的表面形狀

比較特殊,它使磁感應(yīng)強度沿著轉(zhuǎn)子表面按正弦規(guī)律分

布.當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動機的驅(qū)動下作勻速轉(zhuǎn)動時,定子繞組

由于切割磁力線便產(chǎn)生一組頻率相同、幅值相等,相位

上互差120。電角度的正弦電壓.若以U相電壓為參考

正弦量,則三相電壓的瞬時表達(dá)式為

—42Usmwt

uy="Usin(st—120°)

uvi=V2Usin(.a)t—240°)=—Usin(a>t+120°)I

三相交流電用相量表示為

IUr=7217/0:

IUv="u/—120。

IUw=42U/-240°

三相正弦交流電壓的波形圖和相量圖如圖所示。

相序:三相電壓到達(dá)正的最大值的先后次序

正相序:相序為U—V—W

逆相序:相序為U-W-V

3o7.3三相電源的星形(Y)聯(lián)結(jié)與線相電壓

lo三相電源的星形聯(lián)結(jié)

將發(fā)電機3個繞組的尾端U2、V2、W2連

接在一起

的接法,稱為星形聯(lián)結(jié)。

2o線電壓和相電壓

相電壓:

每相電源繞組的首端和尾端之間的電壓,瞬時值用

Uu、Uv\Ww表示,有效值用Uu、U\,、Uw表

線電壓:

三相電源任意兩個端線之間的電壓,瞬時值用“U

V、〃vw、

〃WU表不,有效值用UuY、UYW、Uwu表不。

下面就來分析相電壓和線電壓之間的關(guān)系。根據(jù)基

爾霍夫電壓定律可知,星形聯(lián)結(jié)的三相電源的線電壓瞬

時值與相電壓的瞬時值之間有以下關(guān)系

“UV="U—“V

〃vw==〃v(

〃WU=〃W—"uI

將電壓的瞬時值用相量表示,表達(dá)式為

Uuv=Uu-Uv=Uu+(一Uv)

Uvw=l>v-[>w=CJv+(-t>w)

Owu=Ow—+(—Uu)

Uuv=Uu—Uv=Uv+(-Uv)

Uvw=Uv—Uw=l)v+(—Uw)

Uwu=Uw-Uu=+(一&,)

根據(jù)相量表達(dá)式,可作出線電壓和相電壓的相量圖,如

電角度,它們的數(shù)值關(guān)系為

Uuv=2Uucos300=后Uu

用UL表示線電壓的有效值,用Up表示相電壓的有效

值,根據(jù)上式可寫出一般式為

通過以上分析可知,當(dāng)三相發(fā)電機作星形聯(lián)結(jié)時,

線電壓在數(shù)值上等于相電壓的6倍,在相位上線電壓超

前相電壓30。電角度,三個線電壓在相位上也是互差

120。電角度,所以電源的線電壓也是對稱的。

根據(jù)三相交流電幅值相等,相位互差120。電角度,

可知三相交流電壓之和為0,即

IU\;+Uv+IJw=0

IU\JV+[?vw+I7\vu=0I

u\j+u\+ww=0

]〃uv+〃vw+〃wu=0I

三個線、相電流之和是否為o,取決于三相負(fù)載。

例3-8已知我國供電制式相電壓的有效值為220V,

求線電壓為多少?

LA=731/1.=73X220V—380V

小結(jié)

三相交流電是三相對稱的交流電,特點是:①互

差120°電角度,加在電動機上可以形成旋轉(zhuǎn)磁場;②

三個電壓最大值相等,相加之和為0,當(dāng)負(fù)載平衡時可

以省掉中性線。當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)問題使三個相電流出現(xiàn)不

平衡,可以通過檢測中性點的平衡度進(jìn)行報警保護.

XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案

電工電子技術(shù)基班級

課程名稱

礎(chǔ)

課次/

課程章節(jié)3.7

授課方法講授+演示+分析教具PPT

教學(xué)內(nèi)容三相負(fù)載的連接

知識目標(biāo):掌握三相交流的電的特點與應(yīng)用.

教學(xué)目標(biāo)

能力目標(biāo):能根據(jù)負(fù)載的要求正確的選用電源.

重點:三相負(fù)載的星型連接和三角型連接。

重點、難

難點:三相負(fù)載星型和三角型連接相、線電流的

計算.

復(fù)習(xí)提問

作業(yè)3-1:11.,3—3:13.,14.,15.,16.,

本教案學(xué)習(xí)了三相交流電的應(yīng)用。交流電網(wǎng)提供

了一個三相電壓的幅值相等、相位互差120。相位

角的對稱三相交流電,在應(yīng)用中對稱負(fù)載就是電

課后小結(jié)動機,非對稱負(fù)載就是民用220V單相交流電。

設(shè)備在應(yīng)用之前一定要看設(shè)備的說明書或銘牌,

弄清額定值之后才能投入使用。

教案附頁注釋

【知識學(xué)習(xí)】

3o8三相負(fù)載的連接

三相負(fù)載的星形(丫)聯(lián)結(jié)

工作在三相交流電源的負(fù)載稱為三相負(fù)載。三相負(fù)

載分不對稱負(fù)載和對稱負(fù)載。

lo三相不對稱負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)

圖3—37是不對稱負(fù)載,每相的用電量不同。但由于

電路具有中性線,當(dāng)中性線的電阻忽略不計時,NN,

可看成一點,這樣三相負(fù)載和與它對應(yīng)的三相電源就可

以看成互不影響的三個單相電路,即可應(yīng)用單相電路的

計算方法分別對各相電路進(jìn)行獨立計算.

三相負(fù)載的總功率為

由于中性線為三相電路的公共回線,所以中性線電

流的瞬時值應(yīng)為三相電流瞬時值的代數(shù)和,即

氐='u+2v+Zw

據(jù)此得出,中性線電流的有效值則為三相電流有效值的

相量和,即

/N=/U+/V+/W

當(dāng)三相不對稱負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)時,中性線中有電流通

過。由于中性

線的作用,使三相負(fù)載成為互不影響的3個獨立的電路,

不論負(fù)載有無變動,加在每相負(fù)載上的電壓是不變的。

這對于需要單相供電的用電器來講是很重要的。如果中

性線因為某種故障原因造成斷路,將會使加在每相負(fù)載

上的相電壓不平衡,所以中性線上不允許連接開關(guān).

2.三相對稱負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)

在三相四線制中,如果三相負(fù)載對稱,則每相負(fù)載中

的電流以及電流與電壓的相位差均相等,這樣在電路計

算時,就可以只對一相電路進(jìn)行計算,即

rrrr5

/【IvIN/pII廠

1Z7p173|Zp|

Rp

cpvjg、一內(nèi)~(pp—arccosn

因為三個相電流是對稱的,其瞬時值之和為零,即

因為中性線中沒有電流,中性線可以省掉,見圖

3—4k

因為電路對稱,三相電功率相等,計算公式可簡化為:

P=3Pp=3Up/pcos處=3-^z-/1.cos處

PLCOS(pp

3.8o2三相對稱負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)

將負(fù)載聯(lián)結(jié)成一個閉合的三角形,每相負(fù)載上所加

的電壓均為電源的線電壓UL.三角形聯(lián)結(jié)多為對稱負(fù)

由于負(fù)載對稱,各相阻抗相等、性質(zhì)相同,見圖3-43.

因此各相負(fù)載電流也是對稱的,即

根據(jù)基爾霍夫電流定律可寫出線電流和相電流瞬時值

關(guān)系式為

’1:=’uv-,wu

1V=£VW-,uv

,w二,wu-,VW

根據(jù)瞬時值關(guān)系式可寫出相量表達(dá)式為

[,U=/UV—IWIJ

[[V=/VW—/UV

I/W=,WU—,VW

以線電壓為參考相量,假設(shè)負(fù)載對稱并為感性,作電

流相量圖。

從圖中可見,由于三相電流分別落后三相電壓相位外因

此,三相電流也是互差120。的對稱相量。而三相線電

流分別落后三相電流相位30°,在數(shù)值上線電流是相電

流的百倍,即

IIi-73-IpI

通過以上分析,得出如下結(jié)論:

(1)各相負(fù)載所加電壓為電源的線電壓。

(2)當(dāng)負(fù)載對稱時,線電流等于負(fù)載相電流的指

倍.

如果負(fù)載對稱,同星形聯(lián)結(jié)的情況一樣,電路取用的總功

率為

P—3I?i>=3l/p/pcos<p\>—3U],-TZTCOS處

P—i.cos(pP

綜上所述,三相負(fù)載可以聯(lián)結(jié)成星形或三角形,采

用哪種接法,應(yīng)根據(jù)負(fù)載的額定電壓和電源的線電壓而

定。如果負(fù)載的額定電壓等于電源的線電壓,應(yīng)接成三

角形;如果負(fù)載的額定電壓等于電源的相電壓,應(yīng)接成

星形.

【工程應(yīng)用】

三相交流電應(yīng)用舉例

lo電器設(shè)備的正確應(yīng)用

我國低壓電網(wǎng)的制式是三相三線制、三相四線制或

三相五線制(TN—S制式),三相三線制線電壓為380V,

頻率50Hz;三相四線

制或三相五線制線電壓為380V,相電壓為220V,電網(wǎng)

和電器的連接時要點為:

①負(fù)載接入前先看負(fù)載額定電壓、額定頻率和我國

電網(wǎng)是否相符,特別是進(jìn)口設(shè)備必須和我國電網(wǎng)制式、額

定值相同才能直接接入.

②長期不用的設(shè)備接入前要進(jìn)行必要的檢查,主要

是有無短路和接地。

③圖3—5是設(shè)備的正確連接,無論是三相、單相

設(shè)備,外殼都要可靠接地,以防電擊.

2.功率因數(shù)補償器

在三相交流電中有大量的感性負(fù)載,使電網(wǎng)的功率

因數(shù)較低。為了提高功率因數(shù),在電網(wǎng)上接入功率因數(shù)補

償器。功率因數(shù)補償器工作原理就是在三個相線上并聯(lián)

電容,并聯(lián)電容的數(shù)量根據(jù)功率因數(shù)的大小自動調(diào)整。

現(xiàn)在功率因數(shù)補償器都采用嵌入式計算機控制(見

圖3-46(a)),通過傳感器檢測三相交流電的相位角中,

通過接口電路處理傳到CPU,CPU運算后給出電容器投

切信號。每相的補償電容分成若干組,通過接觸器投切。

切換電路見圖(b)所示。完整的補償系統(tǒng)安裝在控制柜

中,見圖3—47所示。嵌入式功率因數(shù)補償器功能強大,

除了根據(jù)補償要求準(zhǔn)確的投切電容之外,還具有工作狀

態(tài)顯示,指令輸入,遠(yuǎn)程通訊控制等功能。通過RS785

通訊接口聯(lián)網(wǎng),可以在控制室監(jiān)控補償器的工作情況.

(a)補償器框圖(b)電容切換圖

圖3-46功率因數(shù)補償

【能力培養(yǎng)】

3.8.4交流電基本概念應(yīng)用

lo三相電動機工作電流的估算

工作在三相電網(wǎng)上的電器設(shè)備,有時要知道它是否

工作在額定狀態(tài),最簡單的方法就是用電流卡表卡一下

它的三相電流,根據(jù)卡出的電流,再結(jié)合電器設(shè)備的額

定功率,就可估算出電器的工作狀態(tài)(下述給出的A/kW

估算值是根據(jù)電動機功率計算公式導(dǎo)出的,考慮了功率

因數(shù)和效率)。

估算值:380V三相交流電動機,1?55kW以下,

每kW:2A電流;65?315kW,每kW:L8A電流。電阻

性設(shè)備,每kW:1.5A電流。單相220V電器設(shè)備,每

kW:4.5A電流。例如90kW三相交流電動機,卡出的

電流為170A,按L8A/kW估算,電動機稍微有點過載。

2o電路維修

有一3層教學(xué)樓采用三相四線制供電,每層1相,

電路連接如如3-48(a)所示。,突然有一天,各樓層供

電電壓出現(xiàn)很大的變化,有的樓層電壓很高,有的樓層

電壓很低。

J

-Uu+“Ri

1層..

—――

嗡-L2

z,l/wv/Uu

-I7v+VRv

警R*\R'[

*wK

---------N+5-(7VW

(a)三相四線#(h)等效電路(c)相城圖

中性線開路及相星圖

(1)故障分析

到配電室查看,LI、L2、L3三相電壓均為220V,

正常,判斷問題出現(xiàn)在線路上。因為三相四線制電流都

是通過中性線流回到電源的中性點,各相電壓是獨立的

220Vo如果中性線開路,就變成復(fù)雜電路(如圖(b)),

負(fù)載電壓由阻值大小決定。即造成負(fù)載中性點漂移,見圖

3-48(c)相量圖中的中性點N:根據(jù)上述分析,判斷故

障為中性線斷路。

(2)故障排除

經(jīng)過斷電測量,是中性線斷路.該供電線路采用的

是地埋線,埋在地下的中性線有一個連接點,因為用防水

膠帶包扎不嚴(yán),造成進(jìn)水腐蝕斷路。

電工施工規(guī)定:中性線中不允許連接開關(guān),架

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