1、三相交變電流補充知識淄博六中物理組李長遠在前述的交流發(fā)電機模型中只有一組線圈，它送出來的是單相交流電。在生產(chǎn)實際中應用的大多數(shù)是三相交流電，它由三相電動勢供電。這三個交變電動勢產(chǎn)生于三個同時轉動的互成120°角的線圈，因而頻率相同，最大值相同而相位依次差120°，將它們用數(shù)學式表達出來，便是資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途£a=£msin3t£b=£msin（31120）£c=£msin（31240°）在交流發(fā)電機內部三個線圈中產(chǎn)生的這三個電動勢，怎樣與外電路連接以達到供電的目的呢？顯然，最容易想象的方法便

2、是三個線圈分別單獨地與負載連接，如圖所示的那樣。這樣,每一相線圈就如同一個獨立的電源，三相交流發(fā)電機就相當于同時供電的三個獨立的電源，而每個電路之間則互不關聯(lián)。然而，這樣供電共需6根輸電線，顯得不經(jīng)濟，與單相發(fā)電機供電沒什么兩樣。所以，在實際應用中通常采用一些特殊的連接法家對外供電。這個連接法包括電源線圈的連接和負載的連接。下面我們就分別來討論其中一些有關問題。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途一、三箱電源的連接1、線圈的星形連接（Y接法）在實際應用中，三相發(fā)電機的三組線圈常照圖加以連接。這鐘接法叫星形連接。從每組線圈始端A、B、C引出輸電線叫相線（或叫火線），每相線圈的末端X、丫、Z連成公共點0

3、，叫中住點。從中性點引進的輸電線叫中線（因它常接地，又叫零線）。每根線圈兩端點之間的電壓叫相電壓，用U相表示，每兩根相線之間的電壓叫線電壓，用U線表示。從圖中可看出.在星形接法中，U相工U線，它們之間的數(shù)量關系如何呢？我們用初等數(shù)學的方法來計算一下設AX、BY、CZ三個線圈的相電壓分別為Ua、Ub、Uc。由于三個線圈完全對稱，三個相電壓的頻率、最大值也都是一樣的，相應依次差1200，若取Ua的初相為零，則它們的變化規(guī)律可記為資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途UA=UmSin3tUB=Umsin(3t1200)Uc=Umsin(3t240°)從圖中來看，Ua表達了A端與中注點O之間的電勢差

4、，Ub表達了B端與中性點O之間的電勢差。因此，當我們將從A和B引出的相線之間的電壓設為Uab時，便有資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途Uab=UaUb同理還有Ubc=UbUc那么，在任一時刻Uca=UcUaUab=UaUb=Umsin®tUmsin(31120)=3Umsin(31+30)結果我們看到線電壓Uab也是一個正弦交變電壓，不過它與Ua比較，相位超前了30°,線電壓的最大值則是相電壓最大值的31/2倍。計算Ubc、Uca所得結果，與此相似o資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途在生產(chǎn)實際中，我們常用有效值來描述交流電電壓與電流，理所當然線電壓的有效值也是相電1/2壓有效值的3

5、倍，常記為資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途1/2U線=3U相由干線電壓、相電壓不等，三相電源來取這一個接法后，對外可提供兩種不同電壓。在生產(chǎn)實際中，相電壓通常為220伏，適合于照明使用，線電壓為380W，適合于動力機機械使用。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途2、線圈的三角形接法(接法)也可以將三相線圈首尾相連接成三角形，用三根導線向外送電，具體按法如圖所示。這種按法叫三角形接法。從圖中可看出，在接法中，相線間的線電壓就是每根線圈的相電壓通常記為U線=U相由于線電壓、相電壓相同，這種接發(fā)只輸出一種電壓。二、三相負載的接法負載以什么方式接在三相電源的供電線路中去呢？一般來說也有兩種連接方式，即負載的星

6、形按法和三角形接。法。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途1、負載的星形接法如圖所示，將三個負載1、2、3的一端接在一點0,上,將這點與三相電源的中性點O接通，三個負載的另一端分別與三根相線A、B、C連接。這種技法就是負載星形接法。在這種接法中，很明顯看到三個回路公用一條中線。因此這種送電方式叫三相四線制。負載以這種方式接通三相電源后，加在每個負載上的電壓就是相電壓，回路中使有了電流。在每相負載中流過的電流叫相電流。在相線上流過的電流稱之為線電流。從圖中不難看出.對每個獨立的回路，線電流等于相電流，得記為：資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途I線=I相不同回路之間，如果負載1、2、3不相等，那么相電流各不

7、相等，線電流也各不相等。假如三相負載是相對稱的.例如是三個等值的電阻.或是三個相同的線圈，在這種情況下三個相電流的最大值和頻率相同，位相依次差120°。如果設負載1、，2、3中相電流分別為ii、i2、i3,資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途并取ii初相為零，則ii=lmsin31i2=Imsin(31120°)i3=Imsin(31240°)在三相四線制電由于中線是三個回路電流的公共回路，流過中線的電流應該是三個相電流的總和。因此，在任一時刻，中線中的電流資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途i=i1+i2+i3=Imsin31+Imsin(31120°)+Imsi

8、n(31240°)=0這個結果的意思是說中性線中沒有電流流過.即O點和0,點的電勢相同。既然這樣，中性線形同虛設，可以去除不用，負載與電源的連接就可采用圖所示的形式。這個送電形式因為少一根輸電線，叫三根三線制。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途有人或許要問,省去了中性線1象圖中那樣，流過負載的電流從哪里流回到電源問題我們可以這樣來來理解，將(盤式表示的每根電流一時刻t1，可以發(fā)見在一個相中的電流為正方向時，另兩根相中的電流為負時，另兩相電流便為正這告訴我們，根電流的方向相反。例如，在圖中，負載1的電流若是丿流便是從0,流向b和從0,流向c的。因此.任意一根的電流流到公共接點電流，“借道”

9、其他兩們負載返回電源。沒有中性線仍可構成電流的通路。圖表示一般的照明用電線路。通常將用戶組成用電量大致相當?shù)娜M，有人或許要問,省去了中性線1象圖中那樣，流過負載的電流從哪里流回到電源問題我們可以這樣來來理解，將(盤式表示的每根電流一時刻t1，可以發(fā)見在一個相中的電流為正方向時，另兩根相中的電流為負時，另兩相電流便為正這告訴我們，根電流的方向相反。例如，在圖中，負載1的電流若是丿流便是從0,流向b和從0,流向c的。因此.任意一根的電流流到公共接點電流，“借道”其他兩們負載返回電源。沒有中性線仍可構成電流的通路。圖表示一般的照明用電線路。通常將用戶組成用電量大致相當?shù)娜M，r12a端流向呢？對這

10、個的圖線畫出來，如圖冷們來考察圖中任在任意一個時刻L一個總有根電流與其余兩I/0,點的，則負載2和3中的電0/時，便匯入其余兩相資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途按星形接法連接三相電源。對每組用戶燈泡兩端電壓就是相電壓220伏，每只燈泡都能正常發(fā)光；由于各組用戶之間電器開合的差異，負載實際上無法保證一樣，因此中性線中一定有電流而不能忽略。還有一個情況特別要注意，假如負載不對稱時中線斷開，其中一相又偶然斷路，那么線電壓380伏便直接加在余下兩相上，如圖。此時若負載1的電阻為3的2倍，根據(jù)分壓的道理不難算出負載1承受電壓為380X3十2=253伏，這條線路上的用電的便有被燒毀的危險。為此對于照明用電，必須保證中性線不能斷開。所以嚴禁在地線上接開關和保險絲。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途2、負載的三角形接法（接法）負載也可照圖那樣連接，再接到二相電源上。這利聯(lián)法稱之為三角形接法線間，所以每根上的電壓每根負載中