三相交流电动势的生成机理

三相交流发电机的原理图如图6-1所示。发电机的主要组成部分是定子和转子。转子是转动的磁极，定子是在铁心槽上放置三个几何尺寸与匝数相同的线圈（称为定子绕组或绕组），分别用U₁—U₂、V₁—V₂和W₁—W₂表示。U₁、V₁、W₁表示各相绕组的首端，U₂、V₂、W₂表示各相绕组的末端。这三个绕组排列在圆周上的位置彼此相差120°的角度。当原动机（如汽轮机、水轮机）带动转子按逆时针以角速度ω匀速转动时，就相当于发电机的每相绕组以角速度ω顺时针匀速旋转，做切割磁感线运动，因而在绕组上产生感应电动势e_U、e_V、e_W。由于三个绕组的结构相同，且在空间相差120°，因此产生的e_U、e_V、e_W三个电动势振幅相等、频率相同、在相位上彼此相差120°。

图6-1 三相交流发电机的原理图

以e_U为参考正弦量，产生三相电动势的每一个绕组称为一相，各相绕组的电动势参考方向规定为由绕组的末端指向始端，则三相电动势的瞬时值表达式分别为

第一相（U相）电动势：e_U=E_msinωt；

第二相（V相）电动势：e_V=E_msin（ωt-120°）； （6-1）(www.xing528.com)

第三相（W相）电动势：e_W=E_msin（ωt+120°）。

显然有，e_U+e_V+e_W=0，三相电动势的波形图与相量图如图6-2所示。

在电力工业上，三相电路中的电源通常是三相发电机，它可以获得三个频率相同、幅值相等、相位互差120°的电动势，这样的发电机称为对称三相电源。

图6-2 对称三相电动势的波形图与相量图