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确定三角形连接发电机中的相电压和线电压及电流

2025年11月17日 09:56:28      来源:广州顶源电子科技股份有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:9

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三相发电机产生的输出电压电平取决于三个独立发电机回路(或线圈)的连接布置。两种可能的连接方法是 wye (Y) 和 delta (Δ),因为电路与这些符号相似。

输出电压和电流

作为 Y 型连接的替代方案,三相发电机的各个线圈可以以 Δ (delta) 配置连接。

在图 1 所示的 Δ 连接发电机中,线圈端子连接 A 到 c,B 连接到 a,C 连接到 b。三条输出线标识为 A、B 和 C。不涉及中性导体。

线路电压 (VL) 是测得的电压 E血型、 E公元前或 ECA.下标的顺序表示当每条线路电压为正时端子极性。相电压 (Vp) 是在三个线圈的输出端子上测得的 RMS 电压。

从图 1 中可以明显看出,在 Δ 连接的发电机中,线电压和相电压是相同的。对于 Δ 连接的发电机

线路电压 = 相电压

那是

/(V_{L}=V_{P}/) (1)

图 1.对于 Δ 连接的三相发电机,相电压和相电流是每个线圈的输出电压和电流。线路电压是在任意两条输出线路之间测得的电压,线路电流是线路中流动的电流。图片由 Amna Ahmad 提供

线路电流 (IL) 是在每个线路导体中测得的电流电平。I 指示的方向L每条线路中是线路电压为正时电流流动的方向。

当 E血型为正,则线 A 相对于线 B 为正。线路电流 I 的方向一个然后离开端子 A,如图 1 所示。同样,当 B 相对于 C 为正时,IB从端子 B 流出,当 C 比 A 更正时,I 的方向C远离航站楼 C。

相电流 (Ip) 是三个发电机线圈中每个线圈中产生的电流水平。

同样,图 1 中指示的电流方向是每个线圈输出为正时出现的电流方向。当 E机 管 局为正,则 I一个流出终端 A 并进入终端 A。当 EBb(黑)为正,则 Ib线圈内的方向是从 B 到 B。同样,对于 E抄送,Ic 从 c 流向 C,因此输出电流从端子 C 流出并进入 c。

相电流的方向如图 1 所示,环流似乎可能会绕过 Δ 连接的发电机的线圈。这是不可接受的,因为它会在发电机线圈中产生不必要和浪费的功率耗散。

考虑下图中的波形,并注意在 t1:

 

 

eAa=Em

 

eBb=?0.5Em

 

eCc=?0.5Em

图 1-1。 三相波形。图片由Amna Ahmad提供

 

这些瞬时电压电平可以通过计算轻松确定,如下所示:

 

eAa=EmSin=EmSin90°=Em

 

eBb=EmSin(?120°)=EmSin(90°?120°)=?0.5Em

 

eCc=EmSin(90°?240°)=?0.5Em

 

产生循环电流的瞬时电压水平如图 1 所示:

 

e=eAa+eBb+eCc

在图 1-1 中的时间 t 1处,

 

e=Em?0.5Em?0.5Em=0

可以看出,在时间t 1 时, 线圈形成的闭环周围没有电压作用。因此,线圈中没有电流循环。

通过图 1-1 所示的三相波形中的任何其他实例,可以证明在 Δ 连接的发电机中环流电流始终为零。

再次参见图 1,请注意,Ia 流向端子 A,而 Ic 和 IA 均从 A流出 。

这给出了,

 

Ia=IA+Ic

或者,线电流为,

 

IA=Ia?Ic

 

因为电流是相量;这是一个 Phasor 差异。

图 2(a) 显示了三相发电机在平衡负载下可能产生的相电流的相量图。如前所述,当出现平衡负载时,所有三个线路电流都相等,并且与各自的线路电压具有相同的相位关系。如果负载由三个相等的 Δ 连接电阻组成,则存在平衡负载条件。

在图 2(a) 中,三个相等相电流 (I一个我b和我c) 以 120° 相位角间隔绘制。线路电流 I一个如图 2(a) 所示,其中 (I一个-我c)(如前面的方程式中确定)。由此可见,我一个和 –Ic相隔 60°,并且因为它们的星等相等。IA=Iacos30°+Iccos30°=2(Ipcos30°)=1.732Ip=√3Ip

(a) 线路电流 I一个是相量差 I一个-我c

(b) 线路电流 IB= 我b-我一个和我C= 我c-我b

图 2.对于 Δ 连接的三相发电机,线路电流是相电流对的相量和。在平衡负载下,每条线路电流等于 3(相电流)。图片由 Amna Ahmad 提供

因此,在负载均衡的情况下,

 

 

线电流=√3×电流

/(I_{L}=/sqrt{3}imes I_{p}/)(2)

图 2(a) 还显示(对于平衡负载),相电流 (I一个)引线电流 (I一个) 的 30° 角。在图 2(b) 中,I 的测定B和我C显示为相量差 (Ib-我一个) 和 (Ic-我b) 分别。

增量连接载荷

用于推导出 Δ 连接发电机的方程 1 和 2 的推理也可以应用于 Δ 连接的负载。对于图3(a)中的电路,各个Δ连接的负载电压显然等于线路电压。

(a) Δ 连接电阻负载的 Δ 连接三相发电机

(b) 纯电阻负载的负载电压和电流相量图

(c) 线路电流 I一个是相量差 I1-我3

图 3.具有 Δ 连接平衡负载的 Δ 连接三相发电机的电路和相量图。负载电压等于发电机相电压,线电流为 3(负载电流)。图片由 Amna Ahmad 提供

 

对于 Δ 连接的负载,

 

负载电压=线路电压负载电压=线路电压

此外,在所有三个负载阻抗相同的情况下,提供平衡负载,各个负载电流组合起来产生,

 

线路电流=√3×Load电流

实施例1

在图3(a)所示电路中,R 1 =R 2 =R 3 =100 Ω,V p =100 V。计算负载电流和线电流。

解决方案

根据公式 1,

 

VL=VP=100V

以电压 E AB 作为所有相角的参考电压,

 

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

负载电压和电流的相量图如图 3(b) 所示。由于负载是纯电阻性的,因此负载电流与负载电压同相。

 

IA=I1?I3=1A?(?0.5A+j0.866A)=1.5A?j0.866A

 

=√1.52+0.8662∠tan?1(?0.8661.5)=1.732A∠?30°

图3(c)显示了I A的相量推导 为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°

关键词:电机

 

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