三相交流电路：优点及概述

单相交流电电路中，其电路系统只有一个单一的正弦。而三相交流电路中，电路系统由三个频率相同、幅值相等但相位互差120°的电动势组成。

三相电路应用广泛，其电源是三相发电机，与单相交流电相比，三相交流电具有以下优点。

1.三相发电机比尺寸相同的单相发电机输出的功率大。

2.三相发电机的结构和制造与单相发电机相比，并不复杂，使用方便，维修简单，运转时振动也很小。

3.在条件相同输出功率相同的情况下，三相输电线比单相输电线可节约25%的线材。

（一）三相电动势的产生

三相交流电是由三相发电机产生的。三相电动机由定子和转子组成（图3-3-1），在定子上嵌入3 个绕组，每个绕组叫一相，合称三相绕组。绕组的始端用U1 V1 W1表示，末端用U2 V2 W2表示。

当转子以匀角速度ω逆时针方向旋转时，三相绕组电动势分别如下：

图3-3-1　三相交流电机示意图(www.xing528.com)

通过对以上三个公式的分析，三相绕组的幅值相等，频率相同，相位互为120°。例如，U相的初相位为0，V相滞后U相120°，W相超前U相120°，三相绕组电动势的波形图如图3-3-2所示。

图3-3-2　三相对称电动势波形图

（二）三相电源绕组的联结

发电机三相绕组星形联结或三角形联结是现代供电系统中常用的两种方式，但是发电机绕组主要采用的方式为星形联结。

发电机三相绕组一共有六个输出端子，首端为U1 V1 W1，末端为U2V2 W2。发电机三相绕组星形联结方法是把末端为U2 V2W2连在一起，成为公共点，首端为U1V1 W1为3根电源输出线连接三相负载，公共点连接零线N，这种方式成为三相四线制，一般三相四线制用于三相不平衡的负载系统。

如果是三相对称的负载，流过零线的电流为零，这样就可以把零线N移去。这种方式成为三相三线制。三相四线制的供电方式如图3-3-3所示。

图3-3-3　三相电源的星形接法

通过对图3-3-3分析得出，三相对称电源的相电压相等，线电压也相等，则相电压U 相与线电压U 线之间的关系为：U 线=1.73·U 相。