三相对称电动势原理分析

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三相交流电是由三相交流发电机产生的。图3.1（a）是一个三相交流发电机的原理示意图。它主要由两部分组成，里面旋转的部分称为转子，在转子的线圈中通以直流电流，则在空间产生一个按正弦规律分布的磁场；



图3.1  三相交流发电机原理
(a)三相交流发电机原理示意图；
(b)三相电动势正方向  
外面固定不动的部分称为定子，在定子的铁芯槽内分别嵌入三个结构完全相同的线圈U1—U2、V1—V2、W1—W2，它们在空间的位置互差120°，称为三相定子绕组，U1、V1、W1称为三个绕组的始端，U2、V2、W2称为末端。当发动机拖动转子以角速度ω匀速旋转时，三相定子绕组就会切割磁力线而感生电动势。由于磁场按正弦规律分布，因此感应出的电动势为正弦电动势，而三相绕组结构相同，切割磁力线的速度相同，位置互差120°，因此三相绕组感应出的电动势幅值相等，频率相同，相位互差120°。这样的三相电动势称为对称三相电动势，设各相电动势方向为由末端指向始端，如图3.1（b）所示。并以eU为参考量，则三个电动势的瞬时值表达式为：  



  波形图、相量图如图3-2所示。任一瞬时，对称的三相电动势之和为零，即  



三相电源中三个电动势依次达到最大值（或零值）的先后次序称为三相电源的相序，式（3.1）表示的三相电源相序为U—V—W—U，即V相滞后于U相，W相滞后于V相，称之为正序。如果相序为W—V—U—W，则称为逆序。工程上通用的是正序。
U相是可以任意假定的，但U相一经确定，那么比U相滞后120°的就是V相，比U相超前120°的则是W相，这是不可混淆的。工业上通常在交流发电机引出线及配电装置的三相母线上涂上了黄、绿、红三色，用以表示U、V、W三相。