为什么三相电没有零线


为什么三相电没有零线

关于三相平衡负载与电流矢量和的问题,网络上通常的解释是三相电流对称分布,互成120度,当负载平衡时,电流矢量和为零。这样的解释相当精准,但其实我们还可以借助三角函数的知识来进一步理解这个问题。

三相负载平衡指的是三相负载的电阻值相等,从而三相电流也保持相等。假设三相的电阻都是R。

在任意时刻α,三相的瞬时电压可以表示为: usinα,usin(α+2/3π),以及usin(α+4/3π)。这里的u代表最大电压,α是电角度,π代表弧度,而2/3π和4/3π则分别对应120度的电角度。

根据欧姆定律,电流与电压成正比,与电阻成反比。这三相的电流可以分别表示为: usinα/R,usin(α+2/3π)/R,以及usin(α+4/3π)/R。

那么,三相电流的矢量和就是这三者之和:usina/R + usin(α+2/3π)/R + usin(α+4/3π)/R。简化后,这个表达式就变为:[sinα + sin(α+2/3π)+ sin(α+4/3π)]U/R。我们知道正弦函数的加和可以通过角度转换来简化计算。于是表达式进一步化简为:√3sin(α-(π/3))U/R 。但由于三相负载是平衡的,并且周期为电流周期,该值最后等于零。这就意味着零线电流和为零。这个结论符合我们的物理直觉和常识,因为三相平衡负载的情况下确实不会引发零线上的额外电流波动。


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