三相交流電路工作原理介紹

三相交流電路

　　星形連接時線電壓為相電壓的呑倍,3個線電壓之間的相位差仍為120°，它們比3個相電壓各超前30°。星形連接有一個公共點(接線圖中的點n),稱為中性點。三角形連接時線電壓等于相電壓，而且 3個電源形成一個回路，只有當三相電源對稱并連接正確時（此時妧a+妧b+妧c=0)才能保證電源內部沒有環(huán)流。
　　三相負載 　按照三相阻抗是否相等可以分成對稱三相負載和不對稱三相負載。有些三相負載，諸如三相電動機、三相電爐等的三相阻抗完全相等，屬于對稱三相負載。一些由單相電工設備接成的三相負載，如生活用電、照明用電負載，通常是取一條端線和由中性點引出的中線（俗稱地線）供給一相用戶，取另一條端線和中線給另一相用戶。按這樣接法,3條端線上的負載不可能完全相等， 故屬于不對稱三相負載。
　　三相負載的連接方法與三相電源一樣也有星形連接和三角形連接兩種。中性點不與外界連接的星形連接和三角形連接都是只通過3個端點與電源相連， 根據(jù)外特性相同的原則，不論是對稱還是不對稱的三相負載都能進行等效變換（見星形－三角形變換）。
　　對稱三相電路計算 　對稱三相電路中的三相電源、三相負載和三相端線都是對稱的。三相端線對稱是指三根輸電用的導線阻抗完全相等。對稱的三相電源和三相負載可以是星形或三角形連接，因為通過星形－三角形變換總可以將二者都變成等效的星形而成為Y－Y連接的對稱三相電路（圖4）。

　　應用節(jié)點電壓法可求得圖4中妧nN=0,所以對稱三相電路只要計算其中一相的電壓和電流，其他兩相的電壓和電流可根據(jù)對稱性直接寫出。中線電流夒N=夒a+夒b+夒c=0,這說明Y-Y連接的對稱三相電路的中線電流為零，因此中線存在與否對于對稱三相電路并不產生任何影響。 這樣一個只有3根導線的三相系統(tǒng)所能傳送的功率與3個單相系統(tǒng)相同。但是,三相系統(tǒng)的線路損耗卻只有3個單相系統(tǒng)的一半,原因是后者必須用6條輸電導線。
不對稱三相電路計算 　只要三相電源、三相負載和三相傳輸線三者之一不對稱就是不對稱三相電路。在實用中主要是三相負載不對稱。 常見的不對稱電路有3種：①向不對稱星形連接負載供電的三相四線制電路；②向不對稱三角形連接負載供電的三相三線制電路；③向不對稱星形連接負載供電的三相三線制電路。在忽略傳輸線負載時，第一種電路的負載相電壓仍是對稱的，故可按3個單相電路分別進行計算（見星形連接）;對于第二種電路，負載相電壓也仍是對稱的，故可先計算負載電流，再計算線電流（見三角形連接）；對于第三種電路，負載中性點要位移，可根據(jù)求得的中性點電壓計算三相負載的電壓和電流（見中性點）。
　　三相電路的功率 　三相電路的瞬時功率等于各相瞬時功率之和。各相瞬時功率為

式中UΑ、UB、UC、IΑ、IB、IC分別為三相相電壓和相電流的有效值,φΑ、φB、φC分別是各相相電壓與相電流間的相角差。以P表示三相電路的瞬時功率，則有

P=PΑ+PB+PC

　　若電路是對稱電路，則因

此時

φΑ=φB=φC=φ

可得

此時

UΑ=UB=UC=Up

式中Up、Ip、U、I分別是相電壓、相電流、線電壓和線電流的有效值。
　　對稱三相電路的瞬時功率是一個常量，因此在正常運行時帶動三相發(fā)電機的原動機所受的反力矩和三相電動機的輸出轉矩都是平穩(wěn)的。單相交流電路的瞬時功率是脈動的，不具備這種優(yōu)點。
　　對稱三相電路的平均功率為

其值與瞬時功率相同。
　　對稱三相電路的無功功率為

視在功率為