應用于三相電動機的三相交流電是如何產生的?
在實際生產中,經常遇到的電動機、大型電爐等,大都用的是三相交流電源。
在三相交流電源電路中同時有三個電動勢在作用。這三個電動勢的幅值相等、頻率一樣,彼此間有120° 的相位差,稱之為三相對稱電動勢,簡稱三相電動勢。
將三相電動勢的電源與負載按一定方式聯接起來,就組成三相交流電路。三相交流電動勢可用三相交流發電機來產生。
就以最簡單的三相發電機為例:在定子鐵芯上有三個繞組,首端用A、B、C表示,末端用X、Y、Z表示,分別稱為A相繞組、B相繞組和C相繞組。各繞組的幾何形狀、尺寸和匝數均相同,它們在空間位置上彼此相差120°。磁極是轉動的,又稱轉子,選擇合適的極面,使轉子表面的磁感應強度按正弦規律分布。當原動機帶動轉子按順時針方向作等速旋轉時,各相繞組將分別產生正弦交變電動勢eA、eB、eC 。由于三相繞組的結構相同,切割磁通的速度一樣,彼此間相距120°,故所產生的電動勢顯然是三相對稱電動勢。
如把各相繞組的末端X、Y、Z并接在一起,成為一個公共點O,此端點稱為發電機的中點。從中點接出的線稱為中線。中線通常同大地聯接,故又稱為地線。
從三個始端引出的輸電線,稱為端線(俗稱火線)。由此構成的連接方式稱為星形聯接,由三根火線和一根地線組成的輸電方式稱為三相四線制。
星形聯接的發電機可輸送兩種電壓:
①端線與中線之間的電壓,稱為相電壓;
②端線與端線之間的電壓,稱為線電壓。
一般家庭用電均為單相交流電,然而電流的大規模生產和分配以及大部分工業用電,則都是以三相交流電路的形式出現。高壓輸電線,通常是四根線(稱為三相四線,其中有一條線為中線)。本質上還是三根導線載負著強度相等、頻率相同、而相互間具有120°相位差的交流電。所以代表這三根導線電壓變化的曲線為相同頻率的正弦波,位相互相錯開三分之一個周期。
對這三根導線分別對接地線的電壓叫做“相電壓”,以R、S和T代表。三線中每兩根線之間的電壓叫做“線電壓”,以S-T、T-R和R-S代表。相電壓和線電壓對時間的變化以正弦曲線表示,峰值和有效值之間的關系完全與單相交流電之關系相同,即零線以上至兩條水平細線的高度表示相電壓和線電壓的有效值Uf及UL。
它們之間的關系為三相輸電線的電壓值常指線路電壓的有效值。
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