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   三相交流电

根据右手定则（又称法拉第定则）可知发电机的基本工作原理。当导线在磁场中按照右手定则运动，在电线两端产生感应电动势（见图四），其大小为ε=2nBlvsinωt。

             图四     右手定则示意图

在实际应用中，在发电机定子上互为120度夹角，镶嵌了三组相同的绕组^①，在这三个绕组的末端共同连接一根导线，作为中性线（又称零线），在三个绕组的起始端引出三根线（a，b，c），这三根线的每个端点与零线之间的电压称为相电压，其有效值为220V，这三个端点中任意两个端点的电压称为线电压，其有效值为380V，因为这三根线构成了三组对称的初相角各相差120度的交流电，所以称其为三相（Y型）交流电（见图五），

             图五      发电机示意图

三相交流电的电压表达式为：  Ua(t)=UpmCosωt

                                           Ub(t)=UpmCos(ωt-120°)

                                           Uc(t)=UpmCos(ωt+120°)

三相交流电的相量表示法（见图六），当三相交流电在理想的平衡状态时，其（Y—Y对称三相电路）零线上没有电流，发电机各绕组的负荷也是均衡的。

             图六       相量图

由此可见，在三相交流电用户端，应尽量保证三相电流的平衡，否则，某一相的电流剧增、剧减，在另外两相绕组中，会有较大的电流波动，持续时间长了，便会出现烧坏设备的现象；如果某一相突然断开，其电流骤降为零，这就是俗称的“缺相故障”，当这种故障出现时，另外两相绕组中的电流会急剧上升，导致绕组的温度迅速增高，很快就烧坏这两个绕组。为了避免“缺相故障”对设备的危害，使用三相电源的用电设备，不再使用四眼插座（插头）而陆续改用三相空气开关（断路器）+保护接地。

三相交流电的另一个指标就是基本频率，我们现在遵循的国家标准是50Hz（赫兹），俗称“工频”，其含义为每一秒钟电压曲线的波峰、波谷交替50周。由异步电动机的同步转速n=60f/p可见，这个转速基本上与f（频率）成正比^②，因此引伸出了技术上的“变频调速”。

参考资料：

①  《电路分析基础》（下）    李瀚荪 编  人民教育出版社1981年6月版

②  《电机及拖动基础》（下） 顾绳谷 编  机械工业出版社1981年3月版