三相电流

三相电路 三相电路不过是三个单相电路的组合。因为这个事实，所以平衡三相电路的电流、电压和功率关系可通过在三相电路的组合元件中应用单相电路的规则来研究。这样看来，三 相电路比单相电路的难不了多少。 使用三相电路的原因 在单相电路中，功率本身是脉动的。在功率因数为1时，相电路的功率值每个周波有两次为零。当功率因数小于1时，功率在每个周波的部分时间里为负。 虽然供给三相电路中每一相的功率是脉动的，但可证明供给平衡三相电路的总功率是恒定的。基于此，总的来说三相电气设备的特性优于类似的单相电气设备的特性。三相供电的机械和控制设备与相同额定容量的单相供电的设备相比： 体积小， 重量轻，效率高。除了三相系统提供的上述优点，三相电的传输需要的铜线仅仅是同样功率大小单相电传输所需铜线的3/4。 三相电压的产生 三相电路可由三个频率相同、在时间相位上相差120电角度的电动势供电。这样的三相正弦电动势如图 1-1B-1 所示。这些电动势由交流发电机的三套独立电枢线圈产生，这 三套线圈安装在发电机电枢上，互相之间相差120电角度。线圈的头尾可以从发电机中全部引出，组成三个独立的单相电路。然而，一般线圈无论在内部或在外部均会相互连 接，形成三线或四线三相系统。 连接三相发电机线圈有两种方法，一般来说，把任何类型的装置连接到三相电路也存在两种方法。它们是星（Y）形联接和角（）形联接。大多数发电机是星（Y）形联接， 但负载可以是星（Y）形联接或角（）形联接。 星（Y）形联接发电机的电压关系 图1-1B-2a 示发电机的三个线圈或相绕组。这些绕组在电枢表面上是按它们产生的电动势在时间相位上相差120分布的。每一个线圈的两端均标有字母S和F (起始和终结)。 图1-1B-2a中，所有标有S的线圈端连接到一个公共点N，三个标有F的线圈端被引出到接线端A、B和C ，形成三相三线电源。这种联接形式被称为Y形联接。中性联接经常被引出接到接线板上，如图1-1B-2a 的虚线所示，形成三相四线系统。 交流发电机每相产生的电压被称为相电压（符号为Ep）。如果中性联接从发电机中引出，那么从任一个接线端A、 B或 C到中性联接N间的电压为相电压。三个接线端A、 B或 C 中任意两个间的电压被称为线到线的电压，或简称线电压（符号为EL）。 三相系统的三相电压依次出现的顺序被称为相序或电压的相位旋转。这由发电机的旋转方向决定，但可以通过交换发电机外的三条线路导线中的任意两条(不是一条线路导线和中性线)来改变相序。 将三相绕组排列成如图1-1B-2b 所示的Y形有助于Y形联接电路图的绘制。注意，图1-1B-2b所示的电路与图1-1B-2a所示的电路完全一样，在每一种情况下，连接到中性点的每一个线圈的S端和F端都被引出到接线板。在画出所有的接线点都标注了字母的电路图后，绘制的相量图如图1-B-2c所示。相量图可显示相隔120 的三相电压 、和 。 请注意在图1-1B-2中每一个相量用带有两个下标的字母表示。这两个下标字母表示电压的两个端点，字母顺序表示在正半周时电压的相对极性。例如，符号 表示点A 和N间的电压，在其正半周，A点相对于N点为正。在所示的相量图中，已假定在正半周时发电机接线端相对于中性线为正。因为电压每半周反一次相，所以我们也可规定在电压的正半周A点相对于N点为负，但对每一相的规定要一样。 要注意到，如果是在电压的正半周定义A点相对于N的极性( ) ，那么 在用于同一相量图中时就应该画得同 相反，即相位差为180。 Y形联接发电机的任意两个接线端间的电压等于这两个接线端相对于中性线间的电位差。例如，线电压 等于A接线端相对于中性线间的电压( )减去B接线端相对于中性线间的电压( )。为了从 中减去 ，必需将 反相，并把此相量加到 上。相量 和 幅值相等，相位相差60°，如图1-1B-2c所示。由图形可以看出通过几何学可以证明 等于1.73乘以 或 。图形结构如相量图所示。因此，在对称Y形联接中 星（Y）形联接发电机的电流关系 从发电机接线端A、 B和C (图 1-1B-2)流到线路导线的电流必定从中性点N中流出，并流过发电机线圈。因此流过每一条线路导线的电流( )必定等于与其相连接的相电流( )。在Y形联接中