1.3.7 三相交流电
本章1.3.1节～1.3.6节分析的单相正弦交流电路中的电源，都是以两个输出端与负载连接的，即电源只有一个交变电动势。如果在交流电路中有几个电动势同时供电，每个电动势的频率相同、最大值相等，只有初相位不同，那么就称这种电路为多相制电路。其中每一个电动势所构成的电路称为多相制的一相。
目前工程上应用最为广泛的是三相制的交流电路，其三相电动势频率相同、最大值相等，相位彼此相差120°电角度。
1. 三相正弦交流电动势的产生
三相正弦交流电动势一般是由三相同步发电机产生的，其工作原理如图1-41所示。
三相同步发电机的转子是一对磁极，定子铁心槽内分别嵌有U、V、W三相定子绕组，U1、V1、W1分别为三相绕组的首端，U2、V2、W2分别为三相绕组的末端，三相绕组匝数相等，结构相同，沿定子铁心的内圆彼此相隔120°电角度放置（注意，U、V、W三相分别对应于L1、L2、L3三相；其中U1、V1、W1分别对应于三相绕组的首端A、B、C；U2、V2、W2分别对应于三相绕组的末端X、Y、Z）。
发电机的转子由原动机带动旋转，当直流电经电刷、集电环通入励磁绕组后，转子就会产生磁场。由于转子是在不停旋转着的，所以这个磁场就成为一个旋转磁场，它与静止的定子绕组间形成相对运动，于是在定子绕组中就会感应出交流电动势来。由于设计和制造发电机时，有意使转子磁极产生的磁感应强度的大小沿圆周按正弦规律分布，所以定子绕组中产生的感应电动势也随着时间按正弦规律变化。
图1-41 三相同步发电机的工作原理
转子磁极的轴线处磁感应强度最高（磁力线最密），所以当某相定子绕组的导体正对着磁极的轴线时，该相绕组中的感应电动势就达最大值。由于三相绕组在空间互隔120°电角度，所以三相绕组的感应电动势不能同时达到最大值，而是按照转子的旋转方向，即按图1-41中的箭头n所示的方向，先是U相达到最大值，然后是V相达到最大值，最后是W相达到最大值，如此循环下去。这三相电动势的相位互差120°，它们随时间变化的规律如图1-42a所示。这种最大值相等、频率相同、相位互差120°的三个正弦电动势称为对称三相电动势。
图1-42 三相对称电动势波形图和相量图
a）波形图 b）相量图
2. 三相正弦交流电动势的表示方法
若以U相绕组中的感应电动势为参考正弦量，则三相电动势的瞬时值表达式为
三相对称电动势的波形和相量图如图1-42所示。
3. 相序
三相电动势中，各相电动势出现某一值（例如正最大值）的先后次序称为三相电动势的相序。在图1-42中，三相电动势达到正最大值的顺序为eU、eV、eW，其相序为U-V-W-U，称为正序或顺序；若最大值出现的顺序为U-W-V-U，恰好与正序相反，则称为负序或逆序。工程上通用的相序是正序。