同一个三相电机可以三角形连接,对应低压;也可以星形连接,对应高压;高压是低压的三倍根数。比如一个380V三角形连接的电机,用星形连接的话,对应的电压是660V,具体连接应该对应电源电压。
仔细观察还可以发现,小型电机多采用星形连接,大型电机采用三角形连接。我们还可以发现,起重冶金电机都采用星形连接方式。有人可能会问,除了对电源电压的要求之外,电机本身的两种连接方式有什么区别?
原则上星形连接电机不会有环流,理论上比三角形连接好。由于三相绕组不能绝对平衡,三相电压总是略有差异,三角形内会形成环流,从而导致电机发热和效率降低的问题。三角形连接有历史原因,即所谓的星形——三角形启动,既能有效降低启动电流,又能降低启动转矩,所以只能在轻载或空载启动状态下使用。
我们可以看到风机水泵电机可以用星——三角启动,但是起重机肯定不是星——三角启动的,大部分吊装都是通过绕转子串联电阻启动的。这么麻烦是有原因的。当然,目前条件下的变频起动已经完全解决了这类问题。
三角形连接采用三根火线,线电压施加在相绕组上(完全称为线电压或外部馈线之间的电压);星形连接使用三根火线和一根零线,线电压根数的三分之一施加到相绕组。两者在使用上差别很大,主要看负载和电源。
无论是三线制还是四线制(不包括接地线),三相电压之间的电角度理想情况下相差120度。假设由于周期性干扰,负载端相绕组产生3N次谐波,3N*120=360N,说明三相3N次谐波的电压相位完全相同。如果幅值相同,则三组线电压的3N次谐波将被完全抵消,即线间电压不存在3的整数倍谐波。
对于三角形连接,同相的3N个谐波电流在这个三角形内短路,锁定在这个三角形内无限循环,形成环流。所以在谐波的情况下,可以根据电压或电流中是否可能存在3N次谐波来选择三角形或星形连接。
其实三行是从四行中抽象出来的。当N线完全没有电流时,三条线等于四条线。因为我们的负载或电源实际上是三相完全平衡的,所以忽略地漏电流时中性线没有电流。这样的三端负载,可以通过星形——三角形,也就是三角形连接,转换成三角形电路。
当负载不平衡或电压不平衡时,负载中点与电源中点之间实际存在电位差,负载电压会波动。如果电源中性点接地,此时必须隔离负载。如果电源接地不慎,漏电保护轻微时会立即跳闸,严重时会烧坏设备。这样,如果这两点“短路”,也就是在这条线上产生一部分电流,把这个不相等的电位强制到一个电位点上,就可以接地而没有漏电的风险,电磁兼容就更容易做好。这条“短路线”是中线,是星形连接。
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