確定三角形連接發(fā)電機中的相電壓和線電壓及電流
三相發(fā)電機產(chǎn)生的輸出電壓電平取決于三個獨立發(fā)電機回路(或線圈)的連接布置。兩種可能的連接方法是 wye (Y) 和 delta (Δ),因為電路與這些符號相似。
輸出電壓和電流
作為 Y 型連接的替代方案,三相發(fā)電機的各個線圈可以以 Δ (delta) 配置連接。
在圖 1 所示的 Δ 連接發(fā)電機中,線圈端子連接 A 到 c,B 連接到 a,C 連接到 b。三條輸出線標(biāo)識為 A、B 和 C。不涉及中性導(dǎo)體。
線路電壓 (VL) 是測得的電壓 E血型、 E公元前或 ECA.下標(biāo)的順序表示當(dāng)每條線路電壓為正時端子極性。相電壓 (Vp) 是在三個線圈的輸出端子上測得的 RMS 電壓。
從圖 1 中可以明顯看出,在 Δ 連接的發(fā)電機中,線電壓和相電壓是相同的。對于 Δ 連接的發(fā)電機
線路電壓 = 相電壓
那是
\(V_{L}=V_{P}\) (1)
圖 1.對于 Δ 連接的三相發(fā)電機,相電壓和相電流是每個線圈的輸出電壓和電流。線路電壓是在任意兩條輸出線路之間測得的電壓,線路電流是線路中流動的電流。圖片由 Amna Ahmad 提供
線路電流 (IL) 是在每個線路導(dǎo)體中測得的電流電平。I 指示的方向L每條線路中是線路電壓為正時電流流動的方向。
當(dāng) E血型為正,則線 A 相對于線 B 為正。線路電流 I 的方向一個然后離開端子 A,如圖 1 所示。同樣,當(dāng) B 相對于 C 為正時,IB從端子 B 流出,當(dāng) C 比 A 更正時,I 的方向C遠離航站樓 C。
相電流 (Ip) 是三個發(fā)電機線圈中每個線圈中產(chǎn)生的電流水平。
同樣,圖 1 中指示的電流方向是每個線圈輸出為正時出現(xiàn)的電流方向。當(dāng) E機 管 局為正,則 I一個流出終端 A 并進入終端 A。當(dāng) EBb(黑)為正,則 Ib線圈內(nèi)的方向是從 B 到 B。同樣,對于 E抄送,Ic 從 c 流向 C,因此輸出電流從端子 C 流出并進入 c。
相電流的方向如圖 1 所示,環(huán)流似乎可能會繞過 Δ 連接的發(fā)電機的線圈。這是不可接受的,因為它會在發(fā)電機線圈中產(chǎn)生不必要和浪費的功率耗散。
考慮下圖中的波形,并注意在 t1:
eAa=Em
和
eBb=?0.5Em
eCc=?0.5Em
圖 1-1。 三相波形。圖片由Amna Ahmad提供
這些瞬時電壓電平可以通過計算輕松確定,如下所示:
eAa=EmSin=EmSin90°=Em
eBb=EmSin(?120°)=EmSin(90°?120°)=?0.5Em
eCc=EmSin(90°?240°)=?0.5Em
產(chǎn)生循環(huán)電流的瞬時電壓水平如圖 1 所示:
e=eAa+eBb+eCc
在圖 1-1 中的時間 t 1處,
e=Em?0.5Em?0.5Em=0
可以看出,在時間t 1 時, 線圈形成的閉環(huán)周圍沒有電壓作用。因此,線圈中沒有電流循環(huán)。
通過圖 1-1 所示的三相波形中的任何其他實例,可以證明在 Δ 連接的發(fā)電機中環(huán)流電流始終為零。
再次參見圖 1,請注意,Ia 流向端子 A,而 Ic 和 IA 均從 A流出 。
這給出了,
Ia=IA+Ic
或者,線電流為,
IA=Ia?Ic
因為電流是相量;這是一個 Phasor 差異。
圖 2(a) 顯示了三相發(fā)電機在平衡負載下可能產(chǎn)生的相電流的相量圖。如前所述,當(dāng)出現(xiàn)平衡負載時,所有三個線路電流都相等,并且與各自的線路電壓具有相同的相位關(guān)系。如果負載由三個相等的 Δ 連接電阻組成,則存在平衡負載條件。
在圖 2(a) 中,三個相等相電流 (I一個我b和我c) 以 120° 相位角間隔繪制。線路電流 I一個如圖 2(a) 所示,其中 (I一個-我c)(如前面的方程式中確定)。由此可見,我一個和 –Ic相隔 60°,并且因為它們的星等相等。IA=Iacos30°+Iccos30°=2(Ipcos30°)=1.732Ip=√3Ip
(a) 線路電流 I一個是相量差 I一個-我c
(b) 線路電流 IB= 我b-我一個和我C= 我c-我b
圖 2.對于 Δ 連接的三相發(fā)電機,線路電流是相電流對的相量和。在平衡負載下,每條線路電流等于 3(相電流)。圖片由 Amna Ahmad 提供
因此,在負載均衡的情況下,
線電流=√3×電流
\(I_{L}=\sqrt{3}\times I_{p}\)(2)
圖 2(a) 還顯示(對于平衡負載),相電流 (I一個)引線電流 (I一個) 的 30° 角。在圖 2(b) 中,I 的測定B和我C顯示為相量差 (Ib-我一個) 和 (Ic-我b) 分別。
增量連接載荷
用于推導(dǎo)出 Δ 連接發(fā)電機的方程 1 和 2 的推理也可以應(yīng)用于 Δ 連接的負載。對于圖3(a)中的電路,各個Δ連接的負載電壓顯然等于線路電壓。
(a) Δ 連接電阻負載的 Δ 連接三相發(fā)電機
(b) 純電阻負載的負載電壓和電流相量圖
(c) 線路電流 I一個是相量差 I1-我3
圖 3.具有 Δ 連接平衡負載的 Δ 連接三相發(fā)電機的電路和相量圖。負載電壓等于發(fā)電機相電壓,線電流為 3(負載電流)。圖片由 Amna Ahmad 提供
對于 Δ 連接的負載,
負載電壓=線路電壓負載電壓=線路電壓
此外,在所有三個負載阻抗相同的情況下,提供平衡負載,各個負載電流組合起來產(chǎn)生,
線路電流=√3×Load電流
實施例1
在圖3(a)所示電路中,R 1 =R 2 =R 3 =100 Ω,V p =100 V。計算負載電流和線電流。
解決方案
根據(jù)公式 1,
VL=VP=100V
以電壓 E AB 作為所有相角的參考電壓,
I1=EABR1=100V100Ω=1A∠0°
I2=EBCR2=100V\角度?120°100Ω=1A\角度?120°
=1A[cos(?120°)+jsin(?120°)]=?0.5A?j0.866A
I3ECAR3=100V\角度?240°100Ω=1A\角度?240°
=1A[cos(?240°)+jsin(?240°)]=?0.5A+j0.866A
負載電壓和電流的相量圖如圖 3(b) 所示。由于負載是純電阻性的,因此負載電流與負載電壓同相。
IA=I1?I3=1A?(?0.5A+j0.866A)=1.5A?j0.866A
=√1.52+0.8662∠tan?1(?0.8661.5)=1.732A∠?30°
圖3(c)顯示了I A的相量推導(dǎo) 為I 1 -I 3。
IB=I2?I1=(?0.5A+j0.866A)?1A=?1.5A?j0.866A
=√1.52+0.8662∠tan?1(?0.8661.5)=1.732A∠?150°
相似地,
IC?I3?I2=(?0.5A+j0.866A)?(?0.54+j0.866A)=0+j1.732A
=1.732A\角度?270°
關(guān)鍵詞:電機