三相對稱電動勢的產(chǎn)生及三相四線制知識全套

三相對稱電動勢的產(chǎn)生及三相四線制知識一）三相交流電簡介1、三相對稱電動勢的產(chǎn)生三相電動勢是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的，它主要由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成。定子中嵌有三個線圈，彼此相隔1200的電角度，每個線圈的匝數(shù)、幾何尺寸相同。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生了最大值相等、頻率相同、初相互差l20O的三個電動勢，通常把它們稱為對稱三相電動勢。2、三相四線制式仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)馬路旁電線桿上的電線共有4根，而進(jìn)入居民家庭的進(jìn)戶線只有兩根。這是因為電線桿上架設(shè)的是三相交流電的輸電線，進(jìn)入居民家庭的是單相交流電的輸電線。自從19世紀(jì)末世界上首次出現(xiàn)三相制以來，它幾乎占據(jù)了電力系統(tǒng)的全部領(lǐng)域。目前世界上電力系統(tǒng)所采用的供電方式，絕大多數(shù)是屬于三相制電路。三相交流電比單相交流電有很多優(yōu)越性，在用電方面，三相電動機(jī)比單相電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，性能好；在送電方面，采用三相制，在相同條件下比單相輸電節(jié)略輸電線用銅量。實際上單相電源就是取三相電源的一相，因此，三相交流電得到了廣泛的應(yīng)用。使一個線圈在磁場里轉(zhuǎn)動，電路里只產(chǎn)生一個交變電動勢，這時發(fā)出的交流電叫做單相交流電。如果在磁場里有三個互成角度的線圈同時轉(zhuǎn)動，電路里就發(fā)生三個交變電動勢，這時發(fā)出的交流電叫做三相交流電。交流電機(jī)中，在鐵芯上固定著三個相同的線圈AX、BY、CZ，始端是A、B、C，末端是X、Y、Z。三個線圈的平面互成120度角。勻速地轉(zhuǎn)動鐵芯，三個線圈就在磁場里勻速轉(zhuǎn)動。三個線圈是相同的，它們發(fā)出的三個電動勢，最在值和頻率都相同。這三個電動勢的最在值和頻率雖然相同，但是它們的相位并不相同。由于三個線圈平面互成120度角，所以三個電動勢的相位互差120度。圖1（1）三相四線制供電工業(yè)上用的三相交流電，有的直接來自三相交流發(fā)電機(jī)，但大多數(shù)還是來自三相變壓器，對于負(fù)載來說，它們都是三相交流電源，在低電壓供電時，多采用三相四線制。在三相四線制供電時，三相交流電源的三個線圈采用星形（Y形）接法，即把三個線圈的末端U2、V2、W2連接在一起，成為三個線圈的公用點，通常稱它為中點或零點，并用字母N表示。供電時，引出四根線：從中點N引出的導(dǎo)線稱為中線或零線；從三個線圈的首端引出的三根導(dǎo)線稱為U1線、V1線、W1線，統(tǒng)稱為相線或火線。在星形接線中，如果中點與大地相連，中線也稱為地線。我們常見的三相四線制供電設(shè)備中引出的四根線，就是三根火線一根地線。圖2（2）三相四線制中的電壓由三根相線和一根中線構(gòu)成的供電系統(tǒng)稱為三相四線制供電系統(tǒng)，三相四線制可輸送兩種電壓：一種是相線與相線之間的電壓叫線電壓，其有效值用UUV、UVW、UWU表示；另一種是相線與中線間的電壓叫相電壓，其有效值用UU、UV、UW表示。且線電壓是相電壓倍。如圖所示。因為三相交流電源的三個線圈產(chǎn)生的交流電壓位相相差120°，三個線圈作星形連接時，線電壓等于相電壓的倍。我們通常講的電壓是220伏，380伏，就是三相四線制供電時的相電壓和線電壓。我國日常電路中，相電壓是220V，線電壓是380V（380＝×220）。工程上，討論三相電源電壓大小時，通常指的是電源的線電壓。如三相四線制電源電壓380V，指的是線電壓380V。在日常生活中，我們接觸的負(fù)載，如電燈、電視機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等家用電器及單相電動機(jī)，它們工作時都是用兩根導(dǎo)線接到電路中，都屬于單相負(fù)載。在三相四線制供電時，多個單相負(fù)載應(yīng)盡量均衡地分別接到三相電路中去，而不應(yīng)把它們集中在三根電路中的一相電路里。如果三相電路中的每一根所接的負(fù)載的阻抗和性質(zhì)都相同，就說三根電路中負(fù)載是對稱的。在負(fù)載對稱的條件下，因為各相電流間的位相彼此相差120°，所以，在每一時刻流過中線的電流之和為零，把中線去掉，用三相三線制供電是可以的。但實際上多個單相負(fù)載接到三相電路中構(gòu)成的三相負(fù)載不可能完全對稱。在這種情況下中線顯得特別重要，而不是可有可無。有了中線每一相負(fù)載兩端的電壓總等于電源的相電壓，不會因負(fù)載的不對稱和負(fù)載的變化而變化，就如同電源的每一相單獨對每一相的負(fù)載供電一樣，各負(fù)載都能正常工作。若是在負(fù)載不對稱的情況下又沒有中線，就形成不對稱負(fù)載的三相三線制供電。由于負(fù)載阻抗的不對稱，相電流也不對稱，負(fù)載相電壓也自然不能對稱。有的相電壓可能超過負(fù)載的額定電壓，負(fù)載可能被損壞（燈泡過亮燒毀）；有的相電壓可能低些，負(fù)載不能正常工作（燈泡暗淡無光）。像圖中那樣的情況隨著開燈、關(guān)燈等原因引起各相負(fù)載阻抗的變化。相電流和相電壓都隨之而變化，燈光忽暗忽亮，其他用電器也不能正常工作，甚至被損壞?？梢姡谌嗨木€制供電的線路中，中線起到保證負(fù)載相電壓時稱不變的作用，對于不對稱的三相負(fù)載，中線不能去掉，不能在中線上安裝保險絲或開關(guān)，而且要用機(jī)械強(qiáng)度較好的鋼線作中線。三相交流電依次達(dá)到正最大值（或相應(yīng)零值）的順序稱為相序（phasesequence），順時針按A-B-C的次序循環(huán)的相序稱為順序或正序，按A-C-B的次序循環(huán)的相序稱為逆序或負(fù)序，相序是由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)