7.2 三相负载的星形连接（课件）- 高一《电工技术基础与技能》同步教学（机工版·第3版）

电工技术基础与技能 0101o10 0m010101010 910101O100 电工技术基础与技能 第七章 第七章 三相交流电路 工技术基础与技能 第七章 7.2三相负载的星形连接 话题引入 在三相负载中，用电量最大的是三相交流电动机，为了使电动机产生旋转磁 场，电动机的三个绕组一般作星形或三角形连接，如图7-9所示。由于电动机的 三个绕组阻抗相同，称为对称负载。在作星形连接时，加在电动机绕组上的电压 为相电压；在作三角形连接时，加在每个绕组上的电压为电源的线电压。 在生活用电中，都是应用的相电压，即“一火？“一零？为了能正确的使 用三相交流电，我们必须了解各种连接方法电压、电流以及功率三者之间的关系。 U a) b) 图7-9电动机绕组的连接 a)星形连接 b)三角形连接 >■ 电工技术基础与技能 第七章 7.2.1三相负载的星形(Y)连接 1.三相不对称负载的星形连接 图7-10所示是一居民小区的供电电路图。它采用的是三相 四线制，每条相线与中性线组成一条供电线路，为不同的楼 层提供电源。由于各楼层负载不尽相同，用电时间也有区别， 所以这是一典型的不对称星形负载。下面就来分析负载中电 压和电流的关系。 为了分析方便，将图7-10改画成图7-11的一般原理图。从 图中可见，加在每相负载上的相电压分别等于电源的相电压 u、UW、Uw。在各相电压的作用下负载中产生的相电流分 别等于各对应的线电流U、、w。即有：L=IP 电工技术基础与技能 第七章 L10 S1 FUI L20 U' L30 No- S2 S3 S4 FU2 FU3 W 应2w 1w 图7-10居民小区的供电电路图 图7-11负载的星形连接 电工技术基础与技能 第七章 虽然三相负载不对称，但由于电路具有中性线，当中性线的电 阻忽略不计时，N、N'可看成一点，这样三相负载和与它对应 的三相电源就可以看成互不影响的三个单相电路，即可应用单 相电路的计算方法分别对各相电路进行独立计算。三相负载的 总功率为P=P+P,+Pm 由于中性线为三相电路的公共回线，所以中性线电流的瞬时值 应为3个相电流瞬时值的代数和，即N=U+N+W 由此得出，中性线电流的有效值则为3个相电流有效值的矢量 和，即iN=iu+ir+im 电工技术基础与技能 第七章 【例】 己知工作在三相四线制电路中的三相星形负载分别为= =202,=102,电源的线电压为380V,求相电流和中 性线中的电流。 解： 380 == 。 R,R,3R,3×20 =11A U;-_ 380 =22A BRg5×10 下面根据相电流的有效值用矢量法求中性线中的电流。因为三相星形负载都 为阻性，所以各相电流矢量与电压矢量同相位，如图7-12所示。根据平行四边 形法则，可求得U、V相电流的和等于11A,且与w的相位差为180°，由此可 得中性线中电流为 N=(22-11)=11A 且与w同相位。 电工技术基础与技能 第七章 U lv+ 图7-12矢量图 通过以上分析可知，当三相不对称负载作星形连接时，中性线中有电流通过。 由于中性线的作用，使三相负载成为互不响的3个独立的电路，不论负载有 无变动，加在每相负载上的电压是不变的。这对于需要单相供电的用电器来讲 是很重要的。如果中性线因为某种故障原因造成断路，将会使加在每相负载上 的相电压不平衡，下面举例加以说明。 电工技术基础与技能 第七章 电路如右图所示，三相不 对称负载作星形连接，为了 Uo 分析方便，设负载为阻性， 且U相负载没有投入工作。 No 由于故障原因，中性线断开， Wo R和Rw变成了串联关系，此 Vo 时加在V相和W相负载上的电 压为线电压w。 三相不对称电阻性负载中 性线和U相断开 电工技术基础与技能 第七章 根据电阻串联电路的分压特点，阻值越大分得的电压越大。设 w=380V,Rv=10Q,Rw=202,则两相负载上的 电压分别为 Uv-T Ry Uw= 10 ×380=126.7V Ry +Rw 10+20 Uw Rw 20 ×380=253V Ry Rw 10+20 从计算结果看，V相负载因为所加电压低于220V额定电压，不 能正常工作；而W相负载则因为所加电压高于220V额定电压， 将会造成过压损坏。