1、三相電壓

機(jī)床通常以交流電為電源，而交流電路的電源通常是三相交流發(fā)電機(jī)，由該設(shè)備發(fā)出的電壓源為三相交流電。三相交流發(fā)電機(jī)內(nèi)有三相電樞繞組，電樞固定，也稱定子，每相電樞繞組的兩個(gè)線端產(chǎn)生同頻同幅的正弦電動(dòng)勢(shì)，且它們滿足：

……………………………………（式1）

其變化曲線如下圖：

圖1 三相電樞繞組產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)

這稱為三相電動(dòng)勢(shì)，三相交流電出現(xiàn)正幅值的順序稱為相序。三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等、頻率相同、彼此間相位差相等。這種電動(dòng)勢(shì)稱為對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)。

如果將發(fā)電機(jī)三相繞組中，各相的末端連接在一起，引出一個(gè)線端，各相剩余的三個(gè)線端均引出，則發(fā)電機(jī)對(duì)外輸出接線如下圖：

圖2  三相交流發(fā)電機(jī)的輸出接線

我們稱聯(lián)接在一起引出的線端為中性點(diǎn)（零點(diǎn)、零線），用N表示，其余各相的引出線端為相線端（相線、火線），分別用字母表示。而發(fā)電機(jī)的這種接線法稱為星形連接。

相線與中性線之間的電壓稱為相電壓，表示為：（有效值），或一般地用表示；

相線與相線之間的電壓稱為線電壓，表示為：（有效值），或一般地用表示。

根據(jù)電工學(xué)中的推導(dǎo)，我們有如下關(guān)系式：

………………………………………………………………………….（式2）

由此，我們給出三相四線制的概念：發(fā)電機(jī)繞組連成星形時(shí)，可引出四根導(dǎo)線：N、、、，可以給予負(fù)載兩種電壓，即：220V和380V，其中工業(yè)用電380V（線電壓）為民用電220V（相電壓）的倍。

2、三相電路中負(fù)載的星形連接

額定電壓220V的負(fù)載連接在三相四線制電路中，應(yīng)接在相線與中性線之間。由于此種負(fù)載大量使用，所以不能集中接在一相中。從總的線路來看，負(fù)載應(yīng)均勻分配在各相中，構(gòu)成負(fù)載的星形連接。比如，電燈與電動(dòng)機(jī)在三相電路中的星形連接如下圖所示。

圖3 負(fù)載的星形連接

三相電路中接入負(fù)載后，電路中有相電流和線電流之分，每相負(fù)載中的電流稱相電流，每根相線中的電流稱線電流。

當(dāng)星形連接中各相負(fù)載阻抗相等時(shí)稱負(fù)載對(duì)稱，此時(shí)中性線電流，因此中性線不再需要，形成三相三線制，這種連接方式應(yīng)用也很廣泛（如只接三相電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)三相動(dòng)子繞組完全一樣，故能實(shí)現(xiàn)各相阻抗一樣，可接為三相三線制）。

負(fù)載不對(duì)稱又沒有中性線時(shí)，負(fù)載的相電壓就不對(duì)稱，這將導(dǎo)致多數(shù)負(fù)載不能工作在額定電壓下。因此中性線作用在于使星形連接的不對(duì)稱負(fù)載的相電壓對(duì)稱。

3、三相電路中負(fù)載的三角形連接

按照三角形連接，各負(fù)載的相電壓與電源線電壓相等，因此不論負(fù)載是否對(duì)稱，相電壓總對(duì)稱。三相電動(dòng)機(jī)繞組可以連成星形，也可以連成三角形，而照明負(fù)載一般連成星形（具有中性線）。

負(fù)載三角形連接時(shí)，相電流和線電流是不一樣的。負(fù)載對(duì)稱時(shí)，如只接入三相電動(dòng)機(jī)，則線電流、、對(duì)稱，此時(shí)，我們有：。

圖4 負(fù)載的星形連接

在機(jī)床的電動(dòng)機(jī)使用過程中，正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)一般按三角形連接，而起動(dòng)時(shí)則是星形連接，這是因?yàn)樾切芜B接比同等情況下的三角形連接的電流小倍，而以較小電流起動(dòng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)乃至整個(gè)電網(wǎng)都是有利的。

提示：有的三相電動(dòng)機(jī)有兩種額定電壓，如220/380V。這表示當(dāng)電源電壓（指線電壓）為220V時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組應(yīng)連成三角形；當(dāng)電源電壓380V時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組應(yīng)連成星形。兩種接法的相電壓、相電流及功率均不變，僅線電流在三角形連接時(shí)增大為星形連接的倍。