星形、三角形連接時三相交流電路的電功率
在三相交流電路中,總負載消耗的功率等於各相負載消耗的有功功率之和,即
P=Pu+Pv+Pw
當三相負載對稱時,不論是星形連接(Y)還是三角形連接(△),三相中UΦ、IΦ和cosΦ(功率因素)都是一樣的,所以每一相中的功率大小相等,因此三相功率爲單相功率的三倍,即三相功率P=3PΦ,表達式爲:
因爲在線路中測量線電壓和線電流較爲方便,因而常用線電壓、線電流值來計算三項功率。
當負載爲星形連接時,且各相負載平衡時,IL=IΦ
當負載爲三角形連接時,且各相負載平衡時,UL=UΦ
因此不論負載是星形還是三角形,將以上關係式代入P=3UΦIΦcosΦ中得:
同理,三相對稱負載的無功功率爲:
由視在功率
得出:
注意:上述公式中字UL、IL是線電壓和線電流。
進階思考
例題:有一三相電動機、每相繞組的等效電阻R=29歐姆,等效感抗XL=21.8歐姆,求在下列情況下電動機的相電流、線電流一級從電源輸入的功率,並比較所得結果。
繞組連接成星形接於UL=380V的三相電源上。
繞組連接成三角形接於UL=220V的三相電源上。
解:過程就不寫出來了,留給大家思考,只寫結果
星形連接時:相電流IΦ=6.1A、線電流IL=6.1A、電功率=3.2千瓦。
三角形連接時:相電流IΦ=6.1A、線電流IL=10.5A、電功率=3.2千瓦。
比較結果:
只要電動機每相繞組承受的電壓不變,則電動機的輸入功率不變。因此,當電源線電壓爲380V時,電動機繞組應連接成星形,而當電源線電壓爲220V時,電動機的繞組應連稱三角形。在這兩種連接方法中,僅線電流在三角形連接時比星形連接大√3倍,而相電流、相電壓及功率都沒有改變。