三相交流发电机原理与应用说明

电能可以由水能（水力发电）、热能（火力发电）、核能（核能发电）、化学能（电池）、太阳能（太阳能电站）等转换而得。而各种电站、发电厂，其能量的转换由三相发电机来完成。如水电站，三相水轮发电机将水能转换为电能；火电站，三相汽轮发电机将燃烧煤炭产生的热能转换为电能。三相交流电是如何产生？有何特点？

1.三相交流电路的定义

假使一个线圈在磁场里转动，电路里只产生一个交变电动势，这时发出的交流电称为单相交流电。如果在磁场里有三个互成120°角的线圈同时转动，电路里就产生三个交变电动势，这时发出的交流电称为三相交流电。这三个电动势的最大值和频率虽然相同，但是它们的相位并不相同。由于三个线圈平面互成120°角，所以三个电动势的相位互差120°。

2.三相交流电的特点

三相交流电与单相交流电相比具有如下优点：

（1）三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机体积小、重量轻、成本低。

（2）电能输送，当输送功率相等、电压相同、输电距离一样，线路损耗也相同时，用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色金属的消耗量，即输电成本较低，三相输电的用铜量仅为单相输电用铜量的75%。(www.xing528.com)

（3）目前获得广泛应用的三相异步电动机，是以三相交流电作为电源，它与单相电动机或其他电动机相比，具有结构简单、价格低廉、性能良好和使用维护方便等优点。

因此在现代电力系统中，三相交流电路获得广泛应用。

3.三相交流电的产生

三相交流电的产生就是指三相交流电动势的产生。三相交流电动势由三相交流发电机产生，它是在单相交流发电机的基础上发展而来的，如图611所示，在发电机定子（固定不动的部分）上嵌放了三相结构完全相同的线圈U1U2、V1V2、W1W2（通称绕组），这三相绕组在空间位置上各相差120°电角度，分别称为U相、V相和W相。U1、V1、W1三端称为首端，U2、V2、W2则称为末端。工厂或企业配电站或厂房内的三相电源线（用裸铜排时）一般用黄、绿、红分别代表U、V、W三相。

图611　三相交流发电机