三相交流電

三相交流電如今,它是世界上最常見的三相交流電系統。

三相電路被稱為由三個電路組成的系統,其中交流電運行,EMF 具有相同的頻率,彼此異相週期的 1/3 (φ=2π/ 3)。這種系統的每個單獨電路簡稱為它的相位,這種電路中的三個相移交流電系統簡稱為三相電流。

幾乎所有安裝在我們發電廠的發電機都是三相電流發電機......本質上,每個這樣的發電機都是三個交流發電機的一台電機的連接,其設計方式使得它們中的感應 電磁場 如圖所示,彼此相對移動了三分之一的周期。 1.

在三相電流發電機的電樞繞組中感應的 EMF 的時間依賴性圖

米。 1. 三相電流發電機電樞繞組感應電動勢的時間依賴性圖

從圖 1 中的電路很容易理解這種發生器是如何實現的。 2.

連接到三相電流發生器的三個電樞的三對獨立電線為照明網絡供電

米。 2. 連接到三相電流發生器的三個電樞的三對獨立電線為照明網絡供電

電機定子上有三個獨立的電樞,它們偏移 1/3 圓 (120O)。所有電樞共用的電感器在電機的中心旋轉,如圖所示 永久磁鐵.

三相交流電在每個線圈 感應交變電動勢 相同的頻率,但是當這些電動勢在每個線圈中通過零(或通過最大值)的時間將相對於彼此移動 1/3 個週期,因為電感器通過每個線圈 1/3 個週期從上一個。

三相發電機的每個繞組都是一個獨立的電流發生器和電能來源。如圖所示,通過將電線連接到每個電線的末端。 2,我們會得到三個獨立的電路,每個電路都可以為某些電子接收器供電,例如 電燈.

在這種情況下,轉移所有吸收的能量 電接收器,需要六根電線。然而,三相電流發生器的繞組可以採用四根甚至三根導線的方式連接,即顯著節省佈線。

第一種方式稱為星形連接(圖 3)。

米。 3、星型連接三相發電機時採用四線製接線方式。負載(電燈組 I、II、III)由相電壓供電。

我們將線圈 1、2、3 的端子稱為開始,將端子 1'、2'、3' 稱為各相的末端。

星星的連接是我們將所有繞組的末端連接到發電機的一個點,稱為零點或中性點,我們用四根線將發電機連接到電力接收器:三個所謂的線性來自繞組 1、2、3 起點的電線和來自發電機零點的中性線或中性線。這種接線系統稱為四線。


三相交流電
各相零點與原點之間的電壓稱為相電壓,繞組原點即點1與2、2與3、3與1之間的電壓稱為線...電壓通常表示 U1、U2、U3 或一般形式的 Uf 和線路電壓 - U12、U23、U31 或一般形式的 Ul。

在振幅或平均值之間 相線電壓 發電機繞組接星形時,比值Ul = √3Uf ≈ 1.73Ue

因此,例如,如果發電機的相電壓為 Uf = 220 V,則當以星形連接發電機的繞組時,線電壓 Ul — 380 V。

在發電機三相均勻加載的情況下,即各相電流大致相等的情況下,零線中的電流為零……因此,這種情況下,可以將零線拆掉,切換到更經濟的三線系統。在這種情況下,所有負載都連接在相應的線導體對之間。

在不平衡負載中,中性導體中的電流不為零,但一般來說它小於線路導體中的電流。因此,零線可以比火線細。

在操作三相交流電時,力求使各相負載盡可能相等。這就是為什麼,例如,當用四線系統佈置一個大房子的照明網絡時,一根中性線和一根線性線被引入每間公寓,這樣平均每相具有大致相同的加載。

另一種連接發電機繞組的方法,也允許三線接線,是圖 1 中所示的三角形連接。 4.

三相三角發電機繞組接線圖

米。 4.三角形三相發電機繞組接線圖

在這裡,每個線圈的末端都連接到下一個線圈的開始,因此它們形成了一個封閉的三角形,線連接到這個三角形的頂點 - 點 1、2 和 3。當連接一個三角形時,發電機的線電壓等於它的相電壓:Ul = Ue。

因此,將發電機的繞組從星形切換為三角形會導致網絡電壓降低 √3 ≈ 1.73 倍...三角形連接也僅在相同或幾乎相同的相位負載下才允許。否則,繞組閉環中的電流會過大,對發電機造成危險。

當使用三相電流時,由不同的線對饋電的獨立接收器(負載)也可以星形連接,也就是說,它們的一端連接到一個公共點,其他三個自由端是連接到網絡的線性導線或三角形,即所有負載串聯並形成公共電路,連接到網絡線性導線的點 1、2、3。

在圖。圖 5 顯示了採用三線製接線系統的負載的星形連接,圖6 — 採用四線製接線系統(在這種情況下,所有負載的公共點都連接到零線)。

在圖。圖 7 顯示了三線接線系統的三角形負載連接圖。

三線製負載星形連接

米。 5、三線製負載星形接法

四線製負載星型連接

米。 6、四線製負載星形接法

三線製負載的三角形連接

米。 7. 三線製負載三角接法

在實踐中,重要的是要考慮以下內容。負載三角形接法時,每個負載都處於線電壓之下,而星形接法時,線電壓低於√3倍。對於四線系統的情況,從圖 1 中可以清楚地看出這一點。 6. 但三線系統也是如此(圖 5)。

這裡的每對線電壓之間,串聯了兩個負載,其中的電流相移2π/ 3。每個負載中的電壓等於相應的網絡電壓除以√3。

因此,當將負載從星形切換為三角形時,每個負載上的電壓以及其中的電流會增加 √3 ≈ 1.73 倍。例如,如果三線網絡的線路電壓為 380 V,則當它以星形連接時(圖 5),每個負載的電壓將等於 220 V,而當連接到三角形(圖 7),它將等於 380 V。

本文的準備過程中使用了 G.S. Landsberg 編輯的物理教科書的信息。

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