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SIMATIC S7-200 (Mao, Dong)

小型可編程控制器

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下圖39-1為某三角形聯(lián)接負(fù)載的三相電路，回顧我們之前所學(xué)的內(nèi)容：“三相交流系統(tǒng)中，各輸電線線端之間的電壓，稱為線電壓;三相電源和三相負(fù)載中每一相的電壓，稱為相電壓，在星形接法時(shí)為相對(duì)中性點(diǎn)電壓”，從電路圖中很快就可以看出，此時(shí)負(fù)載側(cè)，線電壓是等于相電壓的。

??圖39-1

??顯然，在圖39-1的Y-△連接方式的三相電路中，負(fù)載的相電壓與電源相電壓是不相等的，若此時(shí)電源相電壓為220V，線電壓為380V，則負(fù)載的相電壓等于線電壓等于380V，所以，三相負(fù)載的聯(lián)接方式要視負(fù)載的額定電壓和電源電壓而定。

??圖39-2

??三相負(fù)載在星形連接時(shí)，其負(fù)載相電流等于負(fù)載線電流，而在三角形連接時(shí)，如圖39-2所示的某對(duì)稱三相電路，顯然線電流是不等于相電流的。若負(fù)載為感性，此時(shí)負(fù)載相電流滯后相(線)電壓一個(gè)角度，其相量圖如上。

??圖39-3

??根據(jù)基爾霍夫電流定律(KCL)：“流入結(jié)點(diǎn)的支路電流等于流出結(jié)點(diǎn)的支路電流”，圖39-2中的相電流與線電流關(guān)系如上圖39-3所示。A相的線電流等于AB相電流減去CA相電流，用相量表示，由于AB相電流與CA相電流夾角為120°，在由IA、-ICA、IAB組成的等腰三角形中，頂角為120°(ICA與-ICA相量平行，其內(nèi)錯(cuò)角相等)，所以兩底角各為30°。也就是說，在負(fù)載三角形連接的對(duì)稱三相電路中，線電流是滯后負(fù)載相電流30°的，且為負(fù)載相電流的根號(hào)3倍。

??在這里大家就要注意了，星形連接的三相電路中，線電壓是超前相電壓30°的，且為相電壓的根號(hào)3倍，線電流等于相電流;而三角形連接的三相電路中，線電壓是等于相電壓的，但線電流滯后相電流30°，其為相電流的根號(hào)3倍。

??上文所提的都是對(duì)稱的三相電路，那么可能就有人問了，不對(duì)稱是三相電路，電壓電流關(guān)系又是怎樣的呢?其實(shí)，不管是否對(duì)稱，根據(jù)歐姆定律，都是可以求得電壓電流的關(guān)系的，如果已知量是電壓和阻抗，那么就可以用各相電壓除以各相阻抗求得各相電流，再根據(jù)KCL求得線電流。所謂對(duì)不對(duì)稱，只不過是在對(duì)稱電路中，只需求得其中1個(gè)線電流，其余2個(gè)線電流可以根據(jù)電流的對(duì)稱性直接得出，不對(duì)稱電路中，3個(gè)線電流要分別計(jì)算，不能只求1個(gè)。

??弄清楚三相電路中的電壓、電流關(guān)系后，我們繼續(xù)學(xué)習(xí)三相電路的三相有功功率吧。在平時(shí)，可能很多朋友都知道，負(fù)載消耗的總功率P是等于根號(hào)3倍的UIcosφ，但是，這個(gè)根號(hào)3是怎么來的呢?它跟三相負(fù)載的Y接或△接是否有關(guān)系呢?答案就在下文。

??回顧我們之前所學(xué)的知識(shí)，在單相正弦交流電路中，有功功率P與電壓電流的關(guān)系如圖39-4所示，式中的U、I是單相電壓與單相電流，φ是電壓與電流的相位差。類似的，在三相電路中，三相負(fù)載消耗的總有功功率為各相負(fù)載消耗的有功功率之和，即P =PA PB PC。

??圖39-4

??一般三相電源都是對(duì)稱的，若此時(shí)三相負(fù)載也對(duì)稱，則該三相電路為對(duì)稱電路，顯然，此時(shí)的三相總功率為3倍的某相功率。該功率與線電壓、線電流的關(guān)系如下圖39-5所示，不管三相負(fù)載是三角形聯(lián)接或是星形聯(lián)接，三相負(fù)載消耗的總功率表達(dá)式都相同，為根號(hào)3倍線電壓與線電流與阻抗角余弦值的乘積。當(dāng)然，也只有三相對(duì)稱的時(shí)候才滿足圖39-5中的功率公式，若三相負(fù)載不對(duì)稱，就應(yīng)該分別計(jì)算各相功率，再相加。

??圖39-5

??在電力系統(tǒng)中的各個(gè)電壓等級(jí)都是用線電壓表示的，而流過各輸電線路的電流為線電流，所以我們一般在算三相總有功功率時(shí)都是用線電壓乘以線電流，再乘以相電壓與相電流相位差(阻抗角)的余弦值，這與為什么三相總有功前面乘以根號(hào)3的原因。

??另外，如果需要計(jì)算總視在功率或無功功率，功率因數(shù)角和有功功率都已知，那么視在功率和無功功率也就可以直接利用功率三角形求出。

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