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1、YCF（中职）电工技术基础与技能项目教程模块三任务32电子课件电动机与控制电路（选学）5单相交流电路2三相交流电路3磁路与变压器4目 录直流电路1电工技术基础与技能项目教程（含工作页）三相交流电路模块三任务31 电源配电板的制作任务32 三相交流电路的探究电工技术基础与技能项目教程（含工作页）任务32 三相交流电路的探究模块三工作任务工作任务 根据如图根据如图3 32 21 1所示三相负载星形连接电路和图所示三相负载星形连接电路和图3 32 22 2所示三相负载三角形所示三相负载三角形连接电路，请你完成以下工作任务：连接电路，请你完成以下工作任务：（1 1）电路的连接）电路的连接根据电路原理图
2、，选择合适元器件，用专用导线连接器件分别完成两个电路的根据电路原理图，选择合适元器件，用专用导线连接器件分别完成两个电路的连接。连接。（2 2）电路的测试）电路的测试三相负载接成星形时，分对称负载和不对称负载两种情况进行测试。测试线三相负载接成星形时，分对称负载和不对称负载两种情况进行测试。测试线电压、线电流、相电压和中线电流。电压、线电流、相电压和中线电流。三相负载接成三角形时，分对称负载和不对称负载两种情况进行测试。测试三相负载接成三角形时，分对称负载和不对称负载两种情况进行测试。测试线电压、线电流、相电压和相电流。线电压、线电流、相电压和相电流。（3 3）实验数据分析）实验数据分析根据实
3、验数据，分析三相负载星形接法时，探究负载对称与否、中线存在与根据实验数据，分析三相负载星形接法时，探究负载对称与否、中线存在与否，线电压与相电压的关系；线电流与相电流、中线电流之间的关系。否，线电压与相电压的关系；线电流与相电流、中线电流之间的关系。根据实验数据，分析三相负载三角形接法时，探究负载对称与否，线电压与根据实验数据，分析三相负载三角形接法时，探究负载对称与否，线电压与相电压的关系；线电流与相电流之间的关系。相电压的关系；线电流与相电流之间的关系。任务32 三相交流电路的探究模块三任务32 三相交流电路的探究模块三相关知识相关知识 平常所见到的用电设备统一称为负载，负载可分为单相负载
4、和三相负载。单相负平常所见到的用电设备统一称为负载，负载可分为单相负载和三相负载。单相负载是指只需单相电源供电的设备，如照明灯具、电炉、电视机等家用电器；三相负载是指只需单相电源供电的设备，如照明灯具、电炉、电视机等家用电器；三相负载是指需要三相电源供电的设备，如三相异步电动机、大功率三相电炉等。载是指需要三相电源供电的设备，如三相异步电动机、大功率三相电炉等。将三相负载和三相交流电源连接起来，就组成三相交流电路。在三相交流电路中，将三相负载和三相交流电源连接起来，就组成三相交流电路。在三相交流电路中，三相负载的连接主要有星形（三相负载的连接主要有星形（Y）和三角形（）和三角形（）两种连接形式
5、。）两种连接形式。L1L2L3NZUZVZWiUiUiViViWiWiN图323 三相负载的星形连接一、三相负载的星形连接一、三相负载的星形连接将三个负载将三个负载Z ZU U、Z ZB B、Z ZW W的一端连在一起接到三相电源的中线的一端连在一起接到三相电源的中线N N上，另一端分别接到三相上，另一端分别接到三相电源的三根端线电源的三根端线L1L1、L2L2、L3L3上，这种连接方式称为三相负载有中线的星形连接法，用符上，这种连接方式称为三相负载有中线的星形连接法，用符号号Y YN N表示，如图表示，如图3 32 23 3所示。所示。1.1.电流与电压的计算电流与电压的计算任务32 三相交
6、流电路的探究模块三一、三相负载的星形连接一、三相负载的星形连接2.2.三相对称负载三相对称负载Y Y形连接时的情况形连接时的情况在三相负载中，如果每相负载的电阻、电抗即复数阻抗相等，这样的负载称为三相在三相负载中，如果每相负载的电阻、电抗即复数阻抗相等，这样的负载称为三相对称负载。对称负载。（1 1）三相对称负载作）三相对称负载作Y Y形连接时，各相电流大小相等、相位互差形连接时，各相电流大小相等、相位互差1201200 0，即对称。，即对称。（2 2）三相负载对称时，中线电流为零。）三相负载对称时，中线电流为零。既然中线电流为零，便可以省去中线，这就构成了三相三线制，如三相异步电动机既然中线
7、电流为零，便可以省去中线，这就构成了三相三线制，如三相异步电动机的三相绕组作的三相绕组作Y Y形连接时，就是采用三相三线制电源供电的。形连接时，就是采用三相三线制电源供电的。3.3.三相不对称负载三相不对称负载Y Y形连接时的情况形连接时的情况（1 1）有中线）有中线尽管三相负载不对称，但是由于有中线的存在，使得负载中点与电源中性点尽管三相负载不对称，但是由于有中线的存在，使得负载中点与电源中性点N N电位相等，即加电位相等，即加在每相负载上的相电压都等于电源相应的相电压，因此负载能正常工作。在每相负载上的相电压都等于电源相应的相电压，因此负载能正常工作。三相负载不对称时，中线电流一般情况下就
8、不等于零了。中线电流的计算可按式（三相负载不对称时，中线电流一般情况下就不等于零了。中线电流的计算可按式（3 32 23 3）或通过画旋转矢量图的方法进行求解。或通过画旋转矢量图的方法进行求解。（2 2）无中线）无中线三相负载不对称且无中线时，各相负载的相电压就不再等于电源的相电压，有的负载所承受三相负载不对称且无中线时，各相负载的相电压就不再等于电源的相电压，有的负载所承受的电压高于其额定电压，有的负载所承受的电压低于其额定电压，负载不能正常工作，甚至引发的电压高于其额定电压，有的负载所承受的电压低于其额定电压，负载不能正常工作，甚至引发严重事故。因此，在三相四线制中，规定中线不允许安装熔断
9、器和开关，有时中线还采用钢芯导严重事故。因此，在三相四线制中，规定中线不允许安装熔断器和开关，有时中线还采用钢芯导线来加强其机械强度，以免断开。另一方面，在连接三相负载时，不能集中在某一相中，而应尽线来加强其机械强度，以免断开。另一方面，在连接三相负载时，不能集中在某一相中，而应尽量使其基本均衡，以减小中线电流。量使其基本均衡，以减小中线电流。任务32 三相交流电路的探究模块三例题例题3-2-1 三相四线制照明电路三相四线制照明电路如图如图324（a）所示。每一相都）所示。每一相都是两个是两个“220V/100W”的白炽灯泡，的白炽灯泡，求：求：（1）开关均闭合时，各线电流及）开关均闭合时，各
10、线电流及中线电流；（中线电流；（2）除开关）除开关K5、K6断断开外，其余开关均闭合时，各线电开外，其余开关均闭合时，各线电流及中线电流。流及中线电流。任务32 三相交流电路的探究模块三L1L2L3ZUViUiUViVWiViWUiW图325 三相负载的三角形连接ZVWZWU二、三相负载的三角形连接二、三相负载的三角形连接将三个负载将三个负载Z ZUVUV、Z ZBWBW、Z ZWUWU的两端分别接到三相电源的两根相线之间，这种连接方式称为的两端分别接到三相电源的两根相线之间，这种连接方式称为三相负载的三角形连接，用符号三相负载的三角形连接，用符号“”表示表示,如图如图3 32 25 5所示。
11、所示。由图可知，各相负载的相电压就是电源的线电压，即由图可知，各相负载的相电压就是电源的线电压，即且三个负载的相电压也是对称的。且三个负载的相电压也是对称的。各相电流的计算方法，与单相电路同；而各线电流的计算，可根据基尔霍夫电流定各相电流的计算方法，与单相电路同；而各线电流的计算，可根据基尔霍夫电流定律求得，即律求得，即综上所述，三相负载采用哪种接法，是根据负载的额定电压和电源的电压来决定的。综上所述，三相负载采用哪种接法，是根据负载的额定电压和电源的电压来决定的。即负载的额定电压等于电源的相电压时，三相负载应采用星形接法；负载的额定电压等即负载的额定电压等于电源的相电压时，三相负载应采用星形
12、接法；负载的额定电压等于电源的线电压时，三相负载应采用三角形接法于电源的线电压时，三相负载应采用三角形接法。任务32 三相交流电路的探究模块三例题例题3-2-2 三相电炉电路如图三相电炉电路如图326（a）所示，三相电炉为对）所示，三相电炉为对称负载三角形接法，每相电炉丝称负载三角形接法，每相电炉丝电阻均为电阻均为144.4。（。（1）三相电炉）三相电炉正常工作时的各线电流是多少？正常工作时的各线电流是多少？（2）若三相电炉发生图中）若三相电炉发生图中“”所示的断点故障，试求此时各线所示的断点故障，试求此时各线电流。电流。任务32 三相交流电路的探究模块三任务32 三相交流电路的探究模块三完成
13、工作任务指导完成工作任务指导 一、电工仪表与器材准备一、电工仪表与器材准备1.1.仪器仪表仪器仪表数字万用表、指针式万用表、交流电流表（数字万用表、指针式万用表、交流电流表（DS-C04P04 DS-C04P04 量程量程500mA500mA）、交流电流表）、交流电流表（DS-C31P07 DS-C31P07 量程量程100mA100mA）2.2.器材器材DS-ICDS-IC型电工实验台、型电工实验台、380V380V交流电源、三相负荷开关（交流电源、三相负荷开关（HK8 380V/16AHK8 380V/16A，DS-C18DS-C18）、）、电流测量插口（电流测量插口（DS-C23DS-C
14、23）、灯泡负载（）、灯泡负载（DS-C21DS-C21）模块三块、专用导线若干）模块三块、专用导线若干二、三相负载的星形（二、三相负载的星形（Y Y）连接探究实验的方法与步骤）连接探究实验的方法与步骤1.1.电路的连接电路的连接（1 1）根据工作任务书上的具体要求，正确选择元器件并检查其质量的好坏。）根据工作任务书上的具体要求，正确选择元器件并检查其质量的好坏。（2 2）将选择好的元器件放置实验台架上合理位置。）将选择好的元器件放置实验台架上合理位置。（3 3）根据如图）根据如图3 32 21 1所示电路，用专用连接导线将元器件连接，完成电路的连接所示电路，用专用连接导线将元器件连接，完成电
15、路的连接任务，如图任务，如图3 32 21111所示。所示。任务32 三相交流电路的探究模块三2.2.电路的测试电路的测试（1 1）对称负载）对称负载闭合开关闭合开关S1-1S2-3(S3-1、S3-2均断开均断开)，闭合开关，闭合开关S4，构成三相对称负载有中线的星构成三相对称负载有中线的星形接法。形接法。闭合电源总开关闭合电源总开关QSQS，接通三相负载电路，接通三相负载电路，6 6盏白炽灯泡全亮。盏白炽灯泡全亮。用万用表合适的交流电压挡测量电路中线电压、相电压；用交流电流表（通过专用万用表合适的交流电压挡测量电路中线电压、相电压；用交流电流表（通过专用导线与电流测量口对接）测量线电流及中
16、线电流。将测量数据记录在表用导线与电流测量口对接）测量线电流及中线电流。将测量数据记录在表3 32 29 9中。中。断开开关断开开关S4S4，去掉中线的连接，观察各灯泡的亮度是否变化，并按步骤，去掉中线的连接，观察各灯泡的亮度是否变化，并按步骤3 3测量线测量线电压、相电压及线电流，将测量数据记录在表电压、相电压及线电流，将测量数据记录在表3 32 29 9中。中。断开电源总开关断开电源总开关QSQS。（2 2）不对称负载）不对称负载闭合开关闭合开关S1-1S3-2，闭合开关，闭合开关S4，构成三相不对称负载有中线的星形接法。构成三相不对称负载有中线的星形接法。闭合电源总开关闭合电源总开关QS
17、QS，接通三相负载电路，接通三相负载电路，8 8盏白炽灯泡全部亮。盏白炽灯泡全部亮。用万用表合适的交流电压挡测量电路中线电压、相电压；用交流电流表测量线电流用万用表合适的交流电压挡测量电路中线电压、相电压；用交流电流表测量线电流及中线电流。将测量数据记录在表及中线电流。将测量数据记录在表3 32 21010中。中。断开开关断开开关S S4，去掉中线的连接，观察各灯泡的亮度是否变化，并按步骤，去掉中线的连接，观察各灯泡的亮度是否变化，并按步骤3 3测量线电压、测量线电压、相电压及线电流，将测量数据记录在表相电压及线电流，将测量数据记录在表3 32 21010中。中。断开电源总开关断开电源总开关Q
18、SQS。三相负载星形接法电路的测试工作任务过程如图三相负载星形接法电路的测试工作任务过程如图3 32 21212所示。所示。任务32 三相交流电路的探究模块三表表329 三相负载的星形连接实验数据记录表三相负载的星形连接实验数据记录表 测试条件：负载对称测试条件：负载对称序号序号中线存在与否中线存在与否相电压相电压/V线电压线电压/V线电流线电流/mA中线中线/mAUUUVUWUPUUVUVWUWUULIUIVIWIN1有中线有中线21921822121938237838138042424302无中线无中线220221221221381378381380424243序号序号中线存在与否中线存在
19、与否相电压相电压/V线电压线电压/V线电流线电流/mA中线中线/mAUUUVUWUPUUVUVWUWUULIUIVIWIN1有中线有中线219219219219382380382381424284442无中线无中线264263143381382382382474765表表3210 三相负载的星形连接实验数据记录表三相负载的星形连接实验数据记录表 测试条件：负载不对称测试条件：负载不对称3.3.实验数据分析实验数据分析（1 1）对称负载时，线电压是相电压的）对称负载时，线电压是相电压的 倍；中线电流为零；因此，可以省去中线。倍；中线电流为零；因此，可以省去中线。（2 2）不对称负载有中线时，线电
20、压是相电压的）不对称负载有中线时，线电压是相电压的 倍，但中线电流不为零。倍，但中线电流不为零。（3 3）不对称负载无中线时，各相电压有的大于）不对称负载无中线时，各相电压有的大于220V220V，有的小于，有的小于220V220V，影响负载的，影响负载的正常工作。正常工作。任务32 三相交流电路的探究模块三三、三相负载的三角形（三、三相负载的三角形（）连接探究实验的方法与步骤）连接探究实验的方法与步骤1.1.电路的连接电路的连接（1 1）根据工作任务书上的具体要求，正确选择元器件并检查其质量的好坏。）根据工作任务书上的具体要求，正确选择元器件并检查其质量的好坏。（2 2）将选择好的元器件放置
21、实验台架上合理位置。）将选择好的元器件放置实验台架上合理位置。（3 3）根据如图）根据如图3 32 22 2所示电路，用专用连接导线将元器件连接，完成电路的连接任务，所示电路，用专用连接导线将元器件连接，完成电路的连接任务，如图如图3 32 21313所示。所示。2.2.电路的测试电路的测试（1 1）对称负载）对称负载闭合开关闭合开关S1-1S2-3(S3-1、S3-2均断开均断开)，构成三相对称负载的三角形接法。构成三相对称负载的三角形接法。闭合电源总开关闭合电源总开关QSQS，接通三相负载电路，接通三相负载电路，6 6盏白炽灯泡全亮。盏白炽灯泡全亮。用万用表合适的交流电压挡测量电路中线电压
22、、相电压；用交流电流表测量线电流及用万用表合适的交流电压挡测量电路中线电压、相电压；用交流电流表测量线电流及相电流。将测量数据记录在表相电流。将测量数据记录在表3 32 21111中。中。断开电源总开关断开电源总开关QSQS。（2 2）不对称负载）不对称负载闭合开关闭合开关S1-1S3-2，构成三相不对称负载的三角形接法。构成三相不对称负载的三角形接法。闭合电源总开关闭合电源总开关QSQS，接通三相负载电路，接通三相负载电路，8 8盏白炽灯泡全部亮。盏白炽灯泡全部亮。用万用表合适的交流电压挡测量电路中线电压、相电压；用交流电流表（用万用表合适的交流电压挡测量电路中线电压、相电压；用交流电流表（
23、500mA500mA量程）量程）测量线电流及相电流。将测量数据记录在表测量线电流及相电流。将测量数据记录在表3 32 21111中。中。断开电源总开关断开电源总开关QSQS。三相负载星形接法电路的测试工作任务过程，与星形接法电路同。三相负载星形接法电路的测试工作任务过程，与星形接法电路同。任务32 三相交流电路的探究模块三3.3.实验数据分析实验数据分析（1 1）线电压等于相电压，与三相负载是否对称无关。）线电压等于相电压，与三相负载是否对称无关。（2 2）三相负载对称时，线电流是相电流的）三相负载对称时，线电流是相电流的 倍；三相负载不对称时，上述倍；三相负载不对称时，上述关系不成立。关系不
24、成立。完成实验工作任务，整理实验台及场地。完成实验工作任务，整理实验台及场地。表表3211 三相负载的三角形连接实验数据记录表三相负载的三角形连接实验数据记录表 序号序号负载对称与否负载对称与否线电流线电流/mA相电流相电流/mA相电压相电压/VIUIVIWILIUVIVWIWUIPUUVUVWUWU1对称负载对称负载90909090606060603783803822不对称负载不对称负载150901506060140378380382任务32 三相交流电路的探究模块三三、评价表三、评价表序号序号评价内容评价内容配分配分评价细则评价细则自我自我评价评价老师老师评价评价1 1选用工具、仪表选用工
25、具、仪表及器件及器件1010（1）工具、仪表少选或错选，扣）工具、仪表少选或错选，扣2分分/个；个；（2）电路单元模块选错型号和规格，扣）电路单元模块选错型号和规格，扣2分分/个；个；（3）单元模块放置位置不合理，扣）单元模块放置位置不合理，扣1分分/个个2 2器件检查器件检查1010（4）电器元件漏检或错检，扣）电器元件漏检或错检，扣2分分/处处3 3仪表仪表的使用的使用1010（5）仪表基本会使用，但操作不规范，扣）仪表基本会使用，但操作不规范，扣1分分/次；次；（6）仪表使用不熟悉，但经过提示能正确使用，扣）仪表使用不熟悉，但经过提示能正确使用，扣2分分/次；次；（7）检测过程中损坏仪表
26、，扣）检测过程中损坏仪表，扣10分分4 4电路连接电路连接2020（8）连接导线少接或错接，扣）连接导线少接或错接，扣2分分/条；条；（9）电路接点连接不牢固或松动，扣）电路接点连接不牢固或松动，扣1分分/个；个；（10）连接导线垂放不合理，存在安全隐患，扣）连接导线垂放不合理，存在安全隐患，扣2分分/条；条；（11）不按电路图连接导线，扣）不按电路图连接导线，扣10分分5 5电路参数电路参数测量测量2020（12）电路参数少测或错测，扣）电路参数少测或错测，扣2分分/个；个；（13）不按步骤进行测量，扣）不按步骤进行测量，扣1分分/个；个；（14）测量方法错误，扣）测量方法错误，扣2分分/次
27、次6 6数据记录数据记录与分析与分析2020（15）不按步骤记录数据，扣）不按步骤记录数据，扣2分分/次；次；（16）记录表数据不完整或错记录，扣）记录表数据不完整或错记录，扣2分分/个；个；（17）测量数据分析不完整，扣）测量数据分析不完整，扣5分分/处；处；（18）测量数据分析不正确，扣）测量数据分析不正确，扣10分分/处处7 7安全文明安全文明操作操作1010（19）未经老师允许，擅自通电，扣）未经老师允许，擅自通电，扣5分分/次；次；（20）未断开电源总开关，直接连接、更改或拆除电路，扣）未断开电源总开关，直接连接、更改或拆除电路，扣5分；分；（21）实验结束未及时整理器材，清洁实验台及场所，扣）实验结束未及时整理器材，清洁实验台及场所，扣2分；分；（22）测量过程中发生实验台电源总开关跳闸现象，扣）测量过程中发生实验台电源总开关跳闸现象，扣10分分（23）操作不当，出现触电事故，扣）操作不当，出现触电事故，扣10分，并立即予以终止作业分，并立即予以终止作业合计合计100100