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三相交流发电机两相线间电压为何为380V?

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/11/11 04:59:53
三相交流发电机两相线间电压为何为380V?
有个回答是:当某相正处于的峰值电压为V时,另外两相的电压都不是正处于峰值状态,而只有峰值V的0.732倍.如果将这两相电源串联起来,有效电压就是:V+0.732V=1.732V,也就是根号3倍V,也就是220V相电压的不同相串联起来,得到的电压就是380V.
但是不对呀,当某相处于峰值,另外两相是峰值的一半啊?怎么会...
能说清楚点吗?
三相交流发电机两相线间电压为何为380V?
附图是三相交流电的波形图.
红、黄、蓝三色线分别表示A、B、C三相对中性线的相电压变化图,如果以A相为基准,则它们的时间t函数表达式分别为:
Va=Vmax*sin(t)
Vb=Vmax*sin(t-120°)
Vc=Vmax*sin(t+120°)
如果我们将AB两相串联起来(即红色的曲线和黄色的线叠加),则线电压的表达式应为:
Vab=Vmax*(sin(t)-Vmax*sin(t-120°))
   =Vmax*(sin(t)-sin(t)cos(120°)+sin(120°)cost)
   =Vmax*(sin(t)-sin(t)cos(180°-60°))+sin(180°-60°)cost)
   =Vmax*(sin(t)-sin(t)cos(60°)+sin(60°)cos(t))
令Vab的导数VaB'等于0,即可解出此函数的最大值的点及其最大值,即:
Vab'=cos(t)+cos(60°)cos(t)-sin(60°)sin(t)=0,
可解出t=60°时,函数取得极值,并算出函数极值
Vabmax=1.732Vmax..
至于0电压,我们可以从波形图上看出出,当相位为150°时,a、b相的电位相等,则叠加的电压(即电压差)为0V.
正弦波的极值是原来极值的1.732倍,则有效值也是原来有效值的1.732倍.
这也就是相电压等于220V的不同的两相如果串联起来后,其线电压成为220V的1.732倍,也就是成为380V的理论证明.
如果借助向量图可以更简单计算出结果,见图中的Va、Vb、Vab矢量三角形,Va、Vb的夹角为120°,由于Va的绝对值等于Vb,根据余弦定理,可以得出:
Vab=√(Va^2+Vb^2-2cos(120°)VaVb)
=√(2Va^2+2Va^2cos(60°)))=√(2Va^2+2Va^2cos(60°))
=Va√(2+2cos(60°))
=1.732Va.
这也是线电压等于相电压的1.732倍的证明方法之一.