了解三相交流电的特点

为了学习三相交流异步电动机的基本运行原理，首先需要了解交流电的特点。交流感应电机是为了利用三相电压的特征优势进行特殊设计的。图6-13a是单相电压波形，图6-13b是三相电压波形。在三相电压波形中，可以看到三相电压的每一相波形都分别类似于单相电机产生的单相电压，三相电压之间互差120°。电压周期的计量用电角度描述，正弦波周期为360°。发电机的转轴每旋转360°就会产生一个360°的电压正弦波，360°的电角度就相当于360°的机械角度。本节所有讨论内容的前提是基于360°电角度等价于360°机械角度。

图6-13　a）360°的单相正弦波b）三相正弦波；各相互差120°

图6-13b中，第一个电压波形为A相，开始于0°，在90°达到正峰值，然后逐渐减小，在180°时再次变为0V；之后持续减小变负，在270°达到负峰值，然后又逐渐增大并在360°重新返回为0V，同时这点也是下一周期的开始角度0°。图6-13b中，第二个电压波形为B相，它的零电压点滞后于A相120°，B相到达正峰值和负峰值的规律与A相类似，但相位延迟120°。这意味着当A相在180°通过其零电压点时，B相正在正方向且向正峰值变化。图6-13b中，第三个电压为C相波形，它的零电压点滞后A相240°。也就是B相滞后于A相120°，C相滞后于B相120°。(www.xing528.com)

交流电动机的这一特殊优势可以用来为定子和转子提供一个非常强大的旋转磁场，由于磁场是由外加电压感应产生的，三个电压产生的磁场也是三个相差120°的磁场。感应磁场与产生磁场的励磁电压相位相差90°^[1]，而这90°^[1]的相位差比起磁场间120°的相位差显得不那么重要，因为旋转磁场间120°的相位差有助于产生电动机转轴的转矩。

由于旋转磁场间120°的相差，使得当一个磁场正在逐渐增强时，另一个正穿过正弦波的零点逐渐减小。这意味着由三相电压产生的磁场不会完全达到饱和状态，因此产生的平均场强比单相电压要强。三相电压和变压器的详细讨论将在本章最后详细讲述。