三相交流电源及其特性解析

三相交流电是由三相交流发电机产生的。在三相交流发电机中，有三个相同的绕组，三个绕组的始端分别用U₁、V₁、W₁表示，末端分别用U₂、V₂、W₂来表示。U₁ U₂、V₁ V₂、W₁ W₂三个绕组分别称为U相、V相、W相绕组。由于发电机结构的原因，这三相绕组所发出的三相电动势幅值相等，频率相同，相位互差120°。

这样的三相电动势称为对称的三相电动势，可以表示为

如果以相量形式来表示，则有

它们的波形图及相量图如图1-38所示。

三相交流电在相位上的先后次序称为相序。如上述的三相电动势依次滞后120°，其相序为U→V→W。

通常把发电机三相绕组的末端U₂、V₂、W₂连接成一点N，而把始端U₁、V₁、W1作为与外电路相连接的端点。这种连接方式称为绕组的星形联结，如图1-39所示。N点称为中性点或零点，从中点引出的导线称为中性线或零线，有时中性线接地又称为地线。从始端（U₁、V₁、W₁）引出的三根导线称为端线或相线，俗称火线，常用L₁、L₂、L₃表示。裸导线上可涂以黄、绿、红、淡蓝颜色标记以区分各导线，走线采用的导线颜色必须符合国家标准。

由三条相线和一条中线构成的供电系统称为三相四线制供电系统。通常低压供电网均采用三相四线制。常见的只有两条导线的供电电路一般只包括三相中的一相，由一条相线和一条中性线组成。三相四线制供电系统可输送两种电压：一种是相线与中性线之间的电压，称为相电压，用U_U、U_V、U_W表示；另一种是相线与相线之间的电压，称为线电压，用U_UV、UVW、UWU表示。

图1-38 三相对称电动势的波形图和相量图(www.xing528.com)

图1-39 电源的星形联结

通常规定各相电动势的参考方向为从绕组的末端指向始端，相电压的参考方向为从始端指向末端（从相线指向中性线）；线电压的参考方向，例如U_UV，则是从U端指向V端。由图1-39可知各线电压与相电压之间的关系为

线电压与相电压的相量图如图1-40所示。由于三相电动势是对称的，故相电压也是对称的。由图可知，线电压也是对称的，在相位上比相应的相电压超前30°。

可知，线电压也是对称的，在相位上比相应的相电压超前30°。线电压的有效值用U_l表示，相电压的有效值用U_p表示。由相量图可知它们的关系为

图1-40 线电压与相 电压的相量图

一般低压供电系统的线电压是380V，它的相电压是。可根据额定电压决定负载的接法：若负载额定电压是380V，就接在两条相线之间；若负载额定电压是220V，就接在相线和中性线之间。必须注意，不加说明的三相电源和三相负载的额定电压都是指线电压。