第 12 章 交流電源 …………………………………………………………… 12-1 單相電源 12-2 單相三線式 ※ 12-3 三相電源
12-1 單相電源 ◎單相電源 1. 定義:單相電源只提供單一相位的交流電壓。 2. 適用:家庭用電與低壓的小負載。 12-1 單相電源 ………………………………………………………………………….… ◎單相電源 1. 定義:單相電源只提供單一相位的交流電壓。 2. 適用:家庭用電與低壓的小負載。 常用的電壓有110V與220V兩種。 提供的功率具有脈動的特性,容易造成負載不必要的機械振動,需要穩定功率供應的大型工廠 ,大都採用多相的供電系統。 單相二線式(12W):電路中有一個交流電壓源,經由兩條導線輸出至負載。 單相三線式(1 3W):電路中有二個等效交流電壓源,經由三條導線輸出至負載。 3. 特性 4. 種類 節目錄
◎ 交流網路分析 1. 電流源與電壓源的互換 電壓源電流源 電流源電壓源 依據 諾頓定理 戴維寧定理 公式
2. 戴維寧定理及諾頓定理 戴維寧定理 諾頓定理 定理 一個具有混合電源的交流網路中,對其負載端而言,乃相當於一恆定電壓源與阻抗串聯的等效電路。 一個具有混合電源的交流網路中,對其負載端而言,乃相當於一恆定電流源與阻抗並聯的等效電路。 公式
3. 最大功率轉移定律 負載為一可調純電阻RL時 負載為一可調純電阻與電抗串聯的元件時 電路 條件 公式
※12-2 單相三線式 ………………………………………………………………………….… ◎ 單相三線 1. 定義:電壓源藉由火線A、B與中線,將產生的電能輸送至負載,若負載有相同的阻抗大小與相同的相角,則稱為平衡負載,中線沒有電流流通。 2. 單相三線式 較單相二線 式之優點: 節目錄
12-3 三相電源 一、 多相電源 二相電源 二相四線制(24W) 二相三線制(23W) 三相電源 三相三線制(分為Y接、Δ接) 12-3 三相電源 ………………………………………………………………………….… 一、 多相電源 二相電源 三相電源 四相電源 六相電源 2. 相鄰各相電壓相 角差 1. 分類 二相四線制(24W) 二相三線制(23W) 三相三線制(分為Y接、Δ接) 三相四線制(Y接) 星形接線 網形接線 原則: (二相電源例外) 相 角 差 二相:90° 三相:120° 四相:90° 六相:60° 節目錄
定 義:多相電源各相電壓交流波形到達正峰值的順序。 重要性:多相電源各相電源分別供應不同負載時,相序為重要因素。 正相序:A-B-C 負相序:A-C-B 分 類 3. 相序
二、 三相電源 1. 定義:三相電源輸出電壓大小相等,相位各差120°,且三相電壓向量和為零的正弦波電壓電源。 2. 適用:需要穩定功率供應的大型動力工廠及大型發電系統。 (1)三相電動機的啟動比單相電動機簡便,振動較小,且噪音較低。 (2)三相電源較不易發熱,可以降低機械因使用太久而過熱。 (3)三相電源有多種不同的接法,可依不同負載需求而採用不同的連接方式。 3. 優點
(4)三相系統可以供給平衡負載所需的穩定功率,且效率也較其他多相系統高。 (5)三相系統的結構較其他多相系統簡單,且較單相與二相系統的輸出功率大。 (6)相同負載功率的電力系統,採用三相系統的能量損耗比單相系統少,可以節省較多的電力成本。 (7)三相電源若連接平衡負載,則通過中性線之電流為零,可減少能量損耗。 3. 優點 (續)
4. 相序 定義:多相電源各相電壓交流波形到達正峰值時的順序。 重要性:多相電源當各相電源分別供應不同負載時,需特別注意各相電壓之相序。 分類 定義:將三繞組逆時針旋轉, 通過P點之順序為ABC。 特性: 通過P點之順序為ACB。 正相序 (ABC) 負相序 (ACB)
5. 接線 (1)Y型 若負載為三相平衡負載,則: ①線電壓為相電壓的 倍 ②線電流等於相電流 ③線電壓越前相電壓30° ④中性線電流為零 (若為三相不平衡負載, 中性線電流等於三個線電流之向量和) 總有效功率 總無效功率 總視在功率 總功率因數
(2)Δ型 若負載為三相平衡負載,則: ①線電壓等於相電壓 ②線電流為相電流的 倍 ③線電流滯後相電流30° ④相同電壓下,Δ接負載之消耗功率為Y接負載之3倍。 總有效功率 總無效功率 總視在功率 總功率因數
(1)單瓦特表法 適用:三相平衡電路 有效功率: 無效功率: 6. 三相電功率量測法
(2)雙瓦特表法 適用:三相三線平衡或不平衡電路 瓦特表讀數 總有效功率: 總無效功率: 總功率因數: (3)三瓦特表法 適用:三相平衡或不平衡電路