三相交流电源的产生和特点

1.1.1　三相交流电源的产生

工业生产广泛采用三相交流电路，日常生活中应用的单相正弦交流电路也取自三相交流电路。三相交流电源就是指三个单相正弦交流电源按一定的方式组合而成的电源，它由三相发电机产生的，如图4－1（a）所示，是最简单的三相交流发电机的结构示意图，它主要由定子和转子两部分组成。发电机的定子中嵌有三相电枢绕组，每相绕组结构完全相同，在空间位置上相互间隔120°，分别称为U相、V相、W相绕组，绕组的始端标以U1、V1、W1，对应的末端标以U2、V2、W2，如图4－1（b）所示。转子是一对磁极的电磁铁，它以角速度ω匀速旋转时，将在三相绕组中分别感应出最大值相等、频率相同、相位上彼此相差120°的三个正弦电动势eU、eV、eW，称为对称三相电动势。电动势的参考方向选定为由绕组的末端指向始端，如图4－1（c）所示。

图4－1　三相交流发电机

（a）三相交流发电机结构示意图；（b）定子绕组；（c）对称三相定子绕组及电动势(www.xing528.com)

1.1.2　三相交流电源的优点

三相交流电与前面讨论的单相交流电相比，具有下列优点：

（1）制造三相发电机和变压器比制造同容量的单相交流发电机和单相变压器省材料。

（2）在输电距离、输送功率、输电等级、负载的功率因数、输电损失及输电线材都相同的条件下，用三相输电更省输电线材，经济效益明显。

（3）三相电流能产生旋转磁场，从而能制成结构简单、性能良好的三相异步电动机。