三相电基本原理，浅谈三相交流电在电路中起到的作用

【摘 要】学习单相交流电的时候，要学习何谓三相交流电，也称三相动力变就是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120角的交流电路组成的电力系统。

频率：是指是单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量，常用符号f或ν表示，单位为秒分之一，单位为赫兹，简称"赫"，符号为Hz。这是一个常量，只要是在中国的，不管是单相电还是三相电频率都为50HZ。

【关键词】三相交流电 频率 波形 相位 发电机 对称负载

【引言】过单相交流发电机，一个线圈就发出一个交流电，那要是再多一个线圈不是就可以发出两个交流电，甚至3个、4个等。道理是对的，多几个线圈，就可以发出多路交流，当然不是越多越好，因为，每个线圈都会有电流流过，形成阻力，而发电机的动力不是无穷的。

但是，一个线圈确实有点浪费了，所以，经过试验，发现三个线圈是比较好的。这样，发电机一转，就可以发出三个交流电，称为三相交流发电机。

【工作原理】

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这样发出的交流电，由于线圈的位置关系，使得三个交流电大小相同、频率相同、相位互相相差120度，呈现对称的样子

我们分别称之为A相B相C相电，其波形和相量关系如图

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这样的三相电，有个基本关系，ua ub uc=0，说明三相平衡。

【三相电与单相电】

三相与单相相比，优点是什么呢？

1、发电效率高。（比三个单相发电机效率高大约30%）

2、发电机功率恒定。单相电功率是变化的，这样对发电机不利，而三相发电机输出功率在每相电功率一样的情况下，总的输出功率一直是恒定的

3、输电材料较少，节约30-40%。（传输电能的时候，三个单相电要6根线，而三相电只要3根）

4、三相电动机结构简单，成本低，应用广泛

【三相电源的连接方式】

1，三相电的发电机绕组一般连接方式采用星形

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这样，就有四根线出来，ABC称为相线，也叫火线，N称为零线，注意不是地线

这样，对外就可以得到两种电压，一种叫相电压，就是火线到零线之间的，ua、ub、uc，还有一种是线电压，就是火线之间的电压，uab、ubc、uca

他们。之间的关系是

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因为uab=ua-ub，所以算出来，uab的大小是ua的根号3倍，相位上比ua超前30度。我国交流电压是220v，指的是单相电，这样线电压的大小是220倍根号3，就是380v，这个就是220/380的由来，意思是相电压/线电压

2，三相电源的另外一种接法是三角形接法

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这样连接对外只有三根线，都是火线，输出只有一种电压，线电压也是相电压，220v。

【负载的连接方式】

刚刚说了电源连接，现在考虑负载的连接一样有星形和三角形。

1，星形

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这种画法很像星星，但是不是太好看懂，其实另外一种画法现在也很流行，电路意思是一样的。

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在这样电路中，我们又定义两个名词：线电流和相电流，线电流是电源线上的电流，IA、IB、IC、IN，相电流是每相负载的电流，IZA，IZB，IZC。

在星形负载连接情况下，特点是，每相负载独立的承受每相电压，其电流与他相状态无关。

这时候，我们就感觉每相就是单独的交流电路一样，可以单独去计算电流、功率等，只是零线电流是三个线电流之和，电路总功率为三个单相电路功率之和。

【对称负载】

对称负载：就是三相的负载在大小和性质上完全相等，即ZA=ZB=ZC,，我们称其为对称负载，只要一个等号不成立，就不是对称负载了，或者大小即使一样，性质不完全一样，也不能说是对称负载

可以看到，零线电流是三个线电流之和，那是不是电流最大呢？

我们发现，如果在对称负载下，每相电流也会是对称的，这样三个电流之和为0，零线上是没有电流的

在对称负载情况下，就是去掉零线，电路也不会有影响，所以在对称负载时候，一般我们就接三根火线就好；

但是如果负载不对称，零线是不可以去掉的，否则就不能保证负载中心点为0点，这样每相负载的电压就不是相电压了，会出危险

【三相四制和三相三线制】

在负载星形连接下，对称负载接三根线，称为星形的三相三线制，非对称负载要接4跟线，称为三相4线制

我们生活中，三相电动机、三相变压器一般是对称负载，我们办公、家庭用电，不是对称的，就用三相4线制

这种电路的计算方法，可以每相单独计算电流、功率P，注意电源电压有相位差别就好，零线电流三根相加，总功率每相P相加就好

注解:

相序说明了三相谁在前谁在后，默认ABC，就是A在B前，B在C前，如果在分析电路时候需要反的，就称为反相序，ACB，例如，在三相电动机电路中，相序决定了电机转动方向，相序的意义就有了，ABC,正转，改ACB反转，其实就是随意调换两个就好。

编:樊宗根