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三相电压和三相电路中负载的星三角形连接

2020-8-23 19:30| 发布者: admin| 查看: 933| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 1、三相电压 机床通常以交流电为电源,而交流电路的电源通常是三相交流发电机,由该设备发出的电压源为三相交流电。三相交流发电机内有三相电枢绕组,电枢固定,也称定子,每相电枢绕组的两个线端产生同频同幅的正弦 ...

1、三相电压

机床通常以交流电为电源,而交流电路的电源通常是三相交流发电机,由该设备发出的电压源为三相交流电。三相交流发电机内有三相电枢绕组,电枢固定,也称定子,每相电枢绕组的两个线端产生同频同幅的正弦电动势,且它们满足:

……………………………………(式1)

其变化曲线如下图:

图1 三相电枢绕组产生的电动势

这称为三相电动势,三相交流电出现正幅值的顺序称为相序。三相电动势幅值相等、频率相同、彼此间相位差相等。这种电动势称为对称电动势。

如果将发电机三相绕组中,各相的末端连接在一起,引出一个线端,各相剩余的三个线端均引出,则发电机对外输出接线如下图:

图2  三相交流发电机的输出接线

我们称联接在一起引出的线端为中性点(零点、零线),用N表示,其余各相的引出线端为相线端(相线、火线),分别用字母表示。而发电机的这种接线法称为星形连接。

相线与中性线之间的电压称为相电压,表示为:(有效值),或一般地用表示;

相线与相线之间的电压称为线电压,表示为:(有效值),或一般地用表示。

根据电工学中的推导,我们有如下关系式:

………………………………………………………………………….(式2)

由此,我们给出三相四线制的概念:发电机绕组连成星形时,可引出四根导线:N、,可以给予负载两种电压,即:220V和380V,其中工业用电380V(线电压)为民用电220V(相电压)的倍。

2、三相电路中负载的星形连接

额定电压220V的负载连接在三相四线制电路中,应接在相线与中性线之间。由于此种负载大量使用,所以不能集中接在一相中。从总的线路来看,负载应均匀分配在各相中,构成负载的星形连接。比如,电灯与电动机在三相电路中的星形连接如下图所示。

图3 负载的星形连接

三相电路中接入负载后,电路中有相电流和线电流之分,每相负载中的电流称相电流,每根相线中的电流称线电流。

当星形连接中各相负载阻抗相等时称负载对称,此时中性线电流,因此中性线不再需要,形成三相三线制,这种连接方式应用也很广泛(如只接三相电动机时,由于电动机三相动子绕组完全一样,故能实现各相阻抗一样,可接为三相三线制)。

负载不对称又没有中性线时,负载的相电压就不对称,这将导致多数负载不能工作在额定电压下。因此中性线作用在于使星形连接的不对称负载的相电压对称。

3、三相电路中负载的三角形连接

按照三角形连接,各负载的相电压与电源线电压相等,因此不论负载是否对称,相电压总对称。三相电动机绕组可以连成星形,也可以连成三角形,而照明负载一般连成星形(具有中性线)。

负载三角形连接时,相电流和线电流是不一样的。负载对称时,如只接入三相电动机,则线电流对称,此时,我们有:

图4 负载的星形连接

在机床的电动机使用过程中,正常运转的电动机一般按三角形连接,而起动时则是星形连接,这是因为星形连接比同等情况下的三角形连接的电流小倍,而以较小电流起动,对电动机乃至整个电网都是有利的。

提示:有的三相电动机有两种额定电压,如220/380V。这表示当电源电压(指线电压)为220V时,电动机绕组应连成三角形;当电源电压380V时,电动机绕组应连成星形。两种接法的相电压、相电流及功率均不变,仅线电流在三角形连接时增大为星形连接的倍。


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