什么是三相交流电

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一般家庭用电均为单相交流电,然而电流的大规模生产和分配以及大部分工业用电,则都是以三相交流电路的形式出现。高压输电线,通常是四根线(称为三相四线,其中有一条线为中线)。本质上还是三根导线载负着强度相等、频率相同、而相互间具有120°相位差的交流电。所以代表这三根导线电压变化的曲线为相同频率的正弦波,位相互相错开三分之一个周期。对这三根导线分别对接地线的电压叫做“相电压”,以R、S和T代表。三线中每两根线之间的电压叫做“线电压”,以S-T、T-R和R-S代表。相电压和线电压对时间的变化以正弦曲线表示,峰值和有效值之间的关系完全与单相交流电之关系相同,即零线以上至两条水平细线的高度表示相电压和线电压的有效值Uf及UL。它们之间的关系为三相输电线的电压值常指线路电压的有效值。三相系统的的主要优点在于三相电动机的构造简单而坚固。全世界均由这种电动机作为机械动力。
三相交流电的产生
在生产实际中,经常遇到的电动机、大型电炉等,大都用的是三相交流电源。在三相交流电源电路中同时有三个电动势在作用。这三个电动势的幅值相等、频率一样,彼此间有120º 的相位差,称之为三相对称电动势,简称三相电动势。将三相电动势的电源与负载按一定方式联接起来,就组成三相交流电路。三相交流电动势可用三相交流发电机来产生。如图一(a)所示为最简单的三相发电机的示意图,在定子铁芯上有三个绕组,首端用A、B、C表示,末端用X、Y、Z表示,分别称为A相绕组、B相绕组和C相绕组。各绕组的几何形状、尺寸和匝数均相同,它们在空间位置上彼此相差120º。磁极是转动的,又称转子,选择合适的极面,使转子表面的磁感应强度按正弦规律分布。当原动机带动转子按顺时针方向作等速旋转时,各相绕组将分别产生正弦交变电动势eA、eB、eC 。由于三相绕组的结构相同,切割磁通的速度一样,彼此间相距120º ,故所产生的电动势显然是三相对称电动势,其变化曲线如图一(b)所示,矢量图如图一(c)所示。

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如把各相绕组的末端X、Y、Z并接在一起,成为一个公共点O,此端点称为发电机的中点。从中点接出的线称为中线。中线通常同大地联接,故又称为地线。从三个始端引出的输电线,称为端线(俗称火线)。由此构成的连接方式称为星形联接,由三根火线和一根地线组成的输电方式称为三相四线制,如图二所示。

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线电压与相电压的关系

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星形联接的发电机可输送两种电压:一种是端线与中线之间的电压,称为相电压;另一种是,端线与端线之间的电压,称为线电压。

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