平常所说的工频动力电源,是指按正弦规律变化、三相电压之间有一定矢量关系的交流电源,简称三相交流电。
使交流电接正弦规律变化,好处较大:
- 便于电压变换和传输
- 干扰小
- 电流和电压有良好的连续性
- 利于产生均衡的旋转磁场
任何事物,仅有一个参量表征其属性是不够的。正弦交流电的三要素,即:
- 最大值。为有效值的1.4倍,380V的最大值约为500V
- 角频率。交流电的变化速度,工频为50Hz
- 初相角。用于定义正弦交流电的计时起始点。3相交流电因初相角的不同,产生相位差
三相交流电的相互关系
三相交流电各有相对固定的空间电角度(不是同时最大和最小),保持一个固定的电压相位差。互隔120°电角度,当A相电压幅度达到170V时,B相电压才零值开始上升。
对平衡三相负载(如电机)而言,不存在独立的电流回路,如A相电流回路,A相须与另两相——C、B相构成电流回路,每相电流等于另两相电流的矢量和。
线电压、相电压、线电流、相电流的定义
三个电源端子为A、B、C,电源线A、B、C任意两线之间的电压称为线电压,如UAB=380V。流过A线或B线的电流,如IA称为线电流。
电机内部有3个绕组,可以拆解为6个接线端子,U1/U2为A相绕组,V1/V2为B相绕组,W1/W2为C相绕组。施加于绕组两端的电压为相电压,如A相绕组的相电压,即施加于U1、U2两个端子上的电压;流过每相绕组的电流为相电流。
降压起动过程中的星接和角接
为限制电动机的起动电流,最简易的起动方式为星/角降压起动,电机绕组先是接成星形降压起动,然后恢复角形连接,进入正常运行。这种起动方式仅仅适用于电机空载、转载起动,并且正常运行状态绕组为角接(原始接法)的电动机。
角形接法时电机绕组相电压、相电流与线电压、线电流的关系
以A相绕组为例,U1/U2端子接入电源A、B端,即相电压=线电压=380V;但流过电源线A的线电流,进入绕组,是分了叉的,一路流经U/U2绕组,一路流经W1/W2绕组。由正弦交流电的特性可知,不能以IW+IU=IA的简单算式进行计算。此时线电流约为相电流的1.7倍。
星形接法时电机绕组相电压、相电流与线电压、线电流的关系
以A、B相绕组为例,从U1端和V1接入380V线电压。此时线电压约为相电压的1.7倍,即相电压=220V。再看相电流,I线与I相流经同一支路,大小相等。即线电流=相电流。
星形降压起动的原理是: 电机的绕组供电电压(相电压)由原380V降为220V,起动电流降低为全压起动的三分之一,起动力矩也降低为三分之一,只能用于空载或轻载起动。
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