三相交流發電機原理

三相交流電是由三相交流發電機產生的。圖3.1（a）是一個三相交流發電機的原理示意圖。它主要由兩部分組成，里面旋轉的部分稱為轉子，在轉子的線圈中通以直流電流，則在空間產生一個按正弦規律分布的磁場；

圖3.1  三相交流發電機原理

(a)三相交流發電機原理示意圖；

(b)三相電動勢正方向  

外面固定不動的部分稱為定子，在定子的鐵芯槽內分別嵌入三個結構完全相同的線圈U1—U2、V1—V2、W1—W2，它們在空間的位置互差120°，稱為三相定子繞組，U1、V1、W1稱為三個繞組的始端，U2、V2、W2稱為末端。當發動機拖動轉子以角速度ω勻速旋轉時，三相定子繞組就會切割磁力線而感生電動勢。由于磁場按正弦規律分布，因此感應出的電動勢為正弦電動勢，而三相繞組結構相同，切割磁力線的速度相同，位置互差120°，因此三相繞組感應出的電動勢幅值相等，頻率相同，相位互差120°。這樣的三相電動勢稱為對稱三相電動勢，設各相電動勢方向為由末端指向始端，如圖3.1（b）所示。并以eU為參考量，則三個電動勢的瞬時值表達式為：  

  波形圖、相量圖如圖3-2所示。任一瞬時，對稱的三相電動勢之和為零，即  

三相電源中三個電動勢依次達到最大值（或零值）的先后次序稱為三相電源的相序，式（3.1）表示的三相電源相序為U—V—W—U，即V相滯后于U相，W相滯后于V相，稱之為正序。如果相序為W—V—U—W，則稱為逆序。工程上通用的是正序。

U相是可以任意假定的，但U相一經確定，那么比U相滯后120°的就是V相，比U相超前120°的則是W相，這是不可混淆的。工業上通常在交流發電機引出線及配電裝置的三相母線上涂上了黃、綠、紅三色，用以表示U、V、W三相。