三相负载联结与计算-《建筑设备工程第2版》

负载接到三相电路中必须注意负载的类型和工作额定电压值，根据其额定工作电压接上三相电源的相电压或者线电压。有的负载为单相负载，只需单相交流电源，例如白炽灯、单相异步电动机等。一般家用电器均使用220V的单相交流电源，由三相四线制电源的相电压供电。有的负载本身就是三相负载，例如三相异步电动机等，一般工作额定电压为380V，必须接上三相电源的线电压才能工作。

1）负载星形联结的三相电路

负载星形联结的三相电路如图4-19（a）所示，由三相四线制电源供电。

图4-19　负载星形联结

三相负载的阻抗分别为ZA、ZB、ZC，电压和电流的正方向都在图中标示。三相电路中的电流分为相电流和线电流，每相负载中的电流IP称为相电流，每根火线中的电流Il称为线电流。在负载为星形联结时，相电流即为线电流，即IP=Il，各相负载中电流的有效值为

各相负载中相电流与相电压的相位差为

根据克希荷夫电流定律，中线内的电流为

如果三相负载是对称的，即XA=XB=XC=X，RA=RB=RC=R，则三相负载的各相电流大小相等，相电流与相电压之间的相位差也相等，三个电流的相量和为零，如图4-19（b）所示，所以中线内的电流为零，可分别表示为

在三相负载对称的情况下，既然中线中没有电流通过，那么可以省去中线，形成没有中线的三相电路，称为三相三线制电路。

【例4-8】　有一台三相异步电动机的绕组星形联结，由线电压Ul为380V的对称三相50Hz交流电源供电，若电动机在额定功率运行时每相绕组的电阻R为6Ω，感性电抗XL为8Ω，求在额定功率运行时电动机的相电流和线电流。

【解】　计算相电压UP

每相负载阻抗为

星形联结线电流与相电流相等，为

2）负载三角形联结的三相电路

负载三角形联结的三相电路如图4-20（a）所示，各相负载阻抗分别为ZAB、ZBC、ZCA。三相负载直接接在电源的线电压上，所以负载的相电压等于电源的线电压，即UP=Ul，负载的相电压也是对称的，其电压和电流正方向已在图中标示。(www.xing528.com)

图4-20　负载三角形联结

各相负载的相电流有效值为

如果XAB、XBC、XCA分别为三相负载的电抗值，RAB、RBC、RCA分别为三相负载的电阻值，则各相负载中相电流与相电压的相位差为

根据克希荷夫电流定律，三角形联结的三相电路中，端线的线电流IA、IB、IC与相电流IAB、IBC、ICA的相量关系为

当三相负载对称时，其阻抗和相电流与相电压的相位差是相等的，即

又因为三相线电压对称相等，所以三相负载的相电流也对称相等，即

三相对称负载作三角形联结时，各电流、电压相量图如图4-20（b）所示。根据相量图可以求得线电流IA和相电流IAB的关系，即

或用一般表达式为

【例4-9】　某三相负载，每相额定工作电压为380V，每相阻抗为38Ω，三相电源的线电压为380V，问电源与负载的相联结的方法是什么？并求出负载的相电流和线电流。

【解】　根据负载每相的额定工作电压和电源电压，三相负载应采用三角形联结。由于负载是对称的，所以各相相电流和线电流也是对称的。

负载相电流为

负载线电流为