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1、图1三相电路负载不对称的研究班级：F0803016:陈昌源 学号：5080309556摘要：本文从三相电路出发，通过比较负载对称与不对称的三相电路，讨论了负 载不对称三相电路的类型和计算方法关键字：三相电路、负载不对称引言由三相电源供电的电路，称为三相电路。三相供电系统具有很多优点，为各国广泛采用。 在发电方面，相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，在三相负载相同的情况下，发 电机转矩恒定，有利于发电机的工作；在传输方面，三相系统比单相系统节省传输线，三相 变压器比单相变压器经济；在用电方面，三相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动。三相供电系统的三相电源是三相发电 机。图1是三相发电机
2、的结构示意图，它 有定子和转子两大部分。定子铁心的内圆周的槽中对称地安放 着三个绕组AX、BY和CZ。A、B、C为首 端；X、Y、Z为末端。三绕组在空间上彼此 间隔120。转子是旋转的电磁铁。它的铁心 上绕有励磁绕组。选择合适的铁心端面形状 和励磁绕组分布规律，使励磁绕组中通以直 流时，产生在转子和定子间气隙中的磁感应 强度，沿圆周按正弦规律分布。当转子恒速 旋转时，AX、BY、CZ三绕组的两端将分别 感应振幅相等、频率相同的三个正弦电压uA(t)、 uB(t)、uC(t)。如果指定它们的参考方向都由首 端指向末端，则它们的初相互相差120。提出问题在我们课程的学习中，对三相电路的研究主要是针
3、对负载对称的情况进行讨论和学习, 而在实际的电路里，大多数的三相电路的应用都是负载不对称的，因此，研究三相电路负载 不对称的情况具有现实意义，以下就是针对这个问题的讨论。问题讨论(一) 三相电路负载对称与不对称的比较对称三相电路是由对称三相电源、对称三相负载及对称三相线路组成的电路。 在对称三相电路中如果有中性线。它的阻抗不必与端线的阻抗相等。对称三相电路 的计算，可以根据电路的对称性，用渐变的一相计算法进行求解。如果三相电路 中有三相不对称电源或三相不对称负载，则成为不对称三相电路。不对 称三相电路就没有对称性，不能用单相图进行计算。一般情况下不对称 三相电路可看成复杂交流电路，可用一般复杂
4、交流电路方法分析计算，可以采用向量法，应用节点分析方法求解。（二）负载不对称三相电路的综述图2a所示三相电路，假设用R、覚、匸为一组三相对称电源，负载阻抗Z、Z、Z不相等，因此它是不对称三相电路。如果采用三相四线制供电，且中线 ABC阻抗可以忽略，则由图可见，负载各相电压即等于对应的电源相电压。因此可得各 相电流为由于负载不对称，因此三相负载电流也不对称。其中线电流：= /a + b + /c 般也不为零。当中线断开时三相三线制供电，可求出中性点N和N之间的电压为此时即使电源电压对称，两中性点之间的电压也不为零，中性点不是等电位。 这种现象称为负载中性点位移。图2b中画出了中线断开后的电源与负
5、载各相电 压相量图。图中恥相量表示了负载中性点位移的大小。很显然当中点位移较大时, 势必引起负载中有的相电压过高，而有的相电压却很低。因此当中点位移时，可能 使某相负载由于过压而损坏，而另一相负载则由于欠压而不能正常工作。因此，在 三相制供电系统中，总是尽量使各相负载对称分配。特别在民用低压电网中，由于 大量单相负载的存在如照明设备、家用电器等，而负载用电又经常变化，不可 能使三相完全对称，因此一般采用三相四线制。在中线上不装保险丝和开关，使各 相负载电压接近对称电源电压。（三）负载不对称三相电路的类型一、星形联接：特点：三相相互独立，互不影响。丰 I Z-120A上式说明中线上有电流通过。2
6、、三相三线制AtNZAU UUA + B+ CZ ZZnN n1 1 1+ + -Z Z ZABC上式说明负载中性点N与电源中性点N之间有电位差，使得负载的相电压不在对称。UBUA图5特点：三相相互影响，互不独立。通过分析，在三相四线制配电系统中，保险丝不能装在中线上。图6A BUU4-BBCC AZZABA BC ABCC ABC一 IAB（四）负载不对称三相电路特例特例1:对称负载的断相:A B C P 三相对称负载正常运行时的线电流：现A相负载发生断相如图7AN断相：I = 0A=/ =1=b c 2| Z2| Z=0.866IP特例2：对称负载的短路:I = I = I = I = UP A B C P Z 三相对称负载正常运行时的线电流：现A相负载发生短路如图8AN短路：I = I =ilZl-BACA3U特例3：对称负载的断相:A对称时，特例2：对称负载的短路:对称时，现A相负载发生短路如图11，电源短接烧掉。+图11参考文献：山东交通学院学报、电工技术
