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电工基础 （第2版）
主编：刘志平、苏永昌
第六章 三相交流电路和电动机
第一节 三相交流电源
第二节 三相负载的连接
第三节 三相电路的功率
本章主要介绍三相交流电压、三相星形与三角形联结、三相电路的功率及三相异步电动机、相负载分别接到三相交流电源的每两根相线之间，负载的这种连接方法叫做三角形联结，用符号“△”表示。如图6-10所示。
1、连接方式：
二、三相负载的三角形连接
2、电路计算：
A. 电压：负载三角形联结时，其线电压与相电压的关系：
B. 相电流：
各相电流之间的相位差为
二、三相负载的三角形连接
C. 线电流
当对称三相负载作三角形联结时，线电流的大小为相电流 的倍，
其相位关系如图6-11所示
§6-3 三相电路的功率
一、三相功率
三相负载的有功功率等于各相功率之和，即
P = P1  P2  P3
在对称三相电路中，无论负载是星形联结还是三角形联结，由于各相负载相同、各相电压大小相等、各相电流也相等，所以三相功率为
其中  为对称负载的阻抗角，也是负载相电压与相电流之间的相位差。
三相电路的功率因数为
对称负载为星形活三角形联结式，线电压是相同的，相电流是不相等的。三角形联结时的线电流为星形联结时线电流的3倍。
注意：
2. 仍然是相电压与相电流之间的相位差，而不是线电压与线电流之间的相位差。也就是说，功率因数是指每相负载的功率因数。
3. 同单相交流电路一样，三相负载中既有耗能元件，又有储能元件。 则它得无功功率、视在功率分别为：
三者间的关系为
**§6-4 三相笼型异步电动机
一、三相笼型异步电动机的构造
异步电动机主要由定子和转子两个基本部分构成，此外还有端盖、风叶、轴承和接线盒等零部件，如图6-15所示。
电动机是一种电能转换成机械能的动力设备。三相异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、体积小、易起动、成本低，在工农业生产中有着广泛的应用。
定子是电动机的静止部分，它由铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组可接成星形或三角形。
转子是电动机的转动部分，它由转轴、转子铁心、转子绕组和风叶组成。
二、三相异步电动机的工作原理
1、旋转磁场的产生
三相异步电动机的定子绕组接成星形，形成对称三相（三个绕组结构相同，空间互差120°）星形负载。将它们的首端U1、V1、W1接到对称三相电源上，三个绕组中有对称三相电流通过（相位依次相差120°），其波形如图6-16所示。
正弦电流通过三相绕组，根据电流的磁效应可知，每个绕组都要产生一个按正弦规律变化的磁场。三相绕组就会产生一个合成磁场，此合成磁场是一个旋转磁场。
通过分析可知，对称三相正弦电流iU、iV、iW分别通入三相绕组时，产生一个随时间变化的旋转磁场。磁场有一对磁极（一个N极、一个S极），因此，又叫两极旋转磁场。当正弦电流的电角度变化360°时，两极旋转磁场在空间也正好旋转360°，这样就形成了一个和正弦电流同步变化的旋转磁场。
2. 旋转磁场的转速
磁极对数p＝1的磁场，即两极旋转磁场与正弦电流同步变化。对工频电流，即50Hz的正弦交流电来说，旋转磁场在空间每秒钟转50周。以转每分（r/min）位单位，旋转磁场转速为=50×60=3 000r/min 。
计算公式为：
3. 三相异步电动机的工作原理
旋转磁场以同步转速 n0 顺时针旋转，相当于磁场不动，转子逆时针切割磁力线，产生感应电流，用右手定则判定，转子半部分的感应电流流入纸面。有电流的转子在磁场中受到电磁力的作用，用左手定则判定，上半部分所受磁场力向右，下半部分所受磁场力向左，如图6-18所示。这两个力对转子转轴形成电磁转矩，使转子沿旋转磁场的方向以转速n旋转。
转子转速n总是与同步转速n0保持一定转速差，即保持着异步关系，所以把这类电动机叫做异步电动机，又因为这种电动机是应用电磁感应原理制成，所以也叫感应电动机。
二、转差率、调速与反转
1．转差率
异步电动机的同步转速n0与转子转速之差n，即n0－n叫做转速差。转速差（n0－n）与同步转速n0之比，叫做异步电动机的转差率，用s表示，即
转差率式电动机的一个重要参数，一般用百分数表示。转子转速n越高，转差率s越小；n越低，转差率越大。转差率s可以表明异步电动机的运行速度，其变化范围是：1≥s＞0.
为了方便计算计算异步电动机转子的转速，将上式改写成 ：
2．调速
许多机械设备在工作时需要改变匀速速度，像金属切削车床要更加切削刀具的性质和被加工材料的种类来调节转速，这就需要改变异步电动机的转速。
在负载不变的情况下，改变异步电动机的转速n，叫做调速。由转差率公式
可知