三相负载的连接方法也有两种——星形联接和三角形联接,首先分析三相负载星形联接系统。
三相负载星形联接的电路图如5-8图所示。三相负载为ZU、ZV和ZW,三相负载的一端连在一起接至电源的中线,另一端分别连接至电源的相线U、V、W。
由电路图可以清楚的看到,每相负载的电压就是电源的相电压,即: ZU的电压为, ZV的电压为 ,ZW的电压为。因此有
根据基尔霍夫电流定理,中线电流为
在三相电路中电流分为线电流和相电流。 流过相线的电流称线电流,图5-8 电路中的、、分别为流过相线U、V、W的电流,是线电流。线电流的有效值用Il表示。流过负载的电流称相电流,图5-8电路中的、、分别为流过负载ZU、 ZV、ZW的电流,是相电流,相电流的有效值用Ip表示。在三相负载星形联接的电路中显然有:
= ,=,=
即对每相都有:
5.2.1对称三相负载电路
在三相电路中,如果三相负载的阻抗相等,则称为对称三相负载。由对称三相电源和对称三相负载组成的三相电路称为对称三相电路。由于三相电路是正弦电流电路的一种特殊类型,因而正弦电路的分析方法对三相电路完全适合,而对于对称三相电路,由于对称性而引起一些特殊规律,利用它可以化简运算。
设对称三相负载
并假设三相电源为
则:
其中、、为大小相等,相位上互相差120°,三相对称量,其相量图如图5-10所示。因此中线电流为
中线电流为零,即中线无电流通过,此时中线可以不要,此时可得到如图5-9电路,这就是三相三线制电路,这个电路工作情况与有中线情况完全相同,因此电路的分析计算方法也与有中线情况完全相同。
要特别注意的是,三相负载星形联接采用三相三线制供电的前提是三相负载必须对称。工业生产中大量使用的三相电动机的三个绕组采用星形连接时就是一种对称三相负载,因而常常使用三相三线制供电。
例 对称三相四线制的线电压为380V,每相负载阻抗为Z=10∠53.1°Ω,负载为星形联接,求各相的相电流。
解: 负载为Y形连接时,电路如图5-9所示。已知Ul =380V,相电压的有效值为
设
其它两相电流为