三相电
三相电力（缩写为3φ）是一种常见的交流电(AC)，用于发电、输电和配电。它是一种采用三线（或四线，包括可选的中性回线）的多相系统，是全球电网传输电力 最常用的方法。
三相电力是由几个人在 1880 年代开发出来的。在三相电源中，每根电线上的电压相对于其他电线有 120 度相移。由于它是交流系统，因此可以使用变压器轻松将电压升压至高压进行传输，然后降压进行配电，从而实现高效率。
在相同的线对地电压下，三线三相电路通常比等效的两线单相电路更经济，因为它使用更少的导体材料来传输给定量的电力。三相电源主要直接用于为大型感应电机、其他电动机和其他重负载供电。小负载通常仅使用两线单相电路，该电路可能源自三相系统。
术语
电压源和负载之间的导体称为线路，任意两条线路之间的电压称为线电压。在任何线路和中性点之间测量的电压称为相电压。例如，对于 208/120 伏服务，线电压为 208 伏，相电压为 120 伏。
历史
多相电力系统由Galileo Ferraris、Mikhail Dolivo-Dobrovolsky、Jonas Wenström、John Hopkinson、William Stanley Jr.和Nikola Tesla在 1880 年代末独立发明。
三相电源是由电动机的发展演变而来的。1885年，伽利略·费拉里斯正在进行旋转磁场的研究。法拉利尝试了不同类型的异步电动机。这项研究和他的研究导致了交流发电机的开发，它可以被认为是反向运行的交流电机，以便将机械（旋转）动力转换为电力（作为交流电）。1888 年 3 月 11 日，费拉里斯在一篇论文中向都灵皇家科学院发表了他的研究成果。
两个月后，尼古拉·特斯拉获得了三相电动机设计的美国专利 381,968，该申请于 1887 年 10 月 12 日提交。该专利的图 13 显示特斯拉设想他的三相电动机通过六根电线由发电机供电 。
这些交流发电机通过创建彼此同相位移一定量的交流电系统来运行，并且依靠旋转磁场来运行。由此产生的多相电源很快就得到了广泛的接受。多相交流发电机的发明是电气化历史上的关键，电力变压器也是如此。这些发明使得电力能够通过电线经济地传输相当长的距离。多相电力使得在偏远地区能够使用水力发电（通过大型水坝中的水力发电厂），从而使落水的机械能转化为电力，然后可以在任何地方将电力输送到电动机。需要完成机械工作。这种多功能性促进了全球各大洲输电网络的发展。
Mikhail Dolivo-Dobrovolsky 于 1888 年开发了三相发电机和三相电动机，并研究了星形和三角形连接。他的三相三线输电系统在1891年的欧洲国际电子技术展览会上展出，多利沃-多布罗沃尔斯基使用该系统在176公里的距离上以75%的效率传输电力。1891年他还制造了三相变压器和短路（鼠笼）感应电动机。他于 1891 年设计了世界上第一座三相水力发电厂。发明家Jonas Wenström于1890 年获得了同一三相系统的瑞典专利。Grängesberg矿场探索了从远处的瀑布传输电力的可能性。A选择了位于 Smedjebackens kommun 的 Hällsjön 的45 m坠落，那里有一个小型钢铁厂。1893年，三相9.5 kv系统用于传输400马力的距离15 公里，成为首个商业应用。
原理
在对称三相供电系统中，三个导体各自承载相对于公共参考具有相同频率和电压幅度的交流电，但相位差为三分之一周期（即异相 120 度）彼此之间。公共参考通常连接到地，并且通常连接到称为中性线的载流导体。由于相位差，任何导体上的电压在其他导体之一之后的三分之一周期和其余导体之前的三分之一周期达到峰值。该相位延迟为平衡线性负载提供恒定的功率传输。它还可以在电动机中产生旋转磁场并使用变压器生成其他相布置（例如，使用Scott-T 变压器的两相系统）。
这里描述的对称三相系统简称为三相系统，因为尽管可以设计和实现不对称三相电力系统（即具有不相等的电压或相移），但它们在实践中并未使用因为它们缺乏对称系统最重要的优点。
在为平衡线性负载供电的三相系统中，三个导体的瞬时电流之和为零。换句话说，每个导体中的电流大小等于其他两个导体中的电流之和，但符号相反。任何相导体中电流的返回路径是其他两相导体。
任意数量（大于一）相都可以实现恒定功率传输和消除相电流，从而保持容量与导体材料之比是单相功率的两倍。然而，两相会导致负载电流不太平滑（脉动）（使平滑的电力传输成为挑战），而超过三相会使基础设施不必要地复杂化。
三相系统可能有第四根电线，这在低压配电中很常见。这是零线。中性线允许以恒定电压提供三个独立的单相电源，通常用于为多个单相负载供电。连接的布置应尽可能在每组中从每相汲取相等的功率。在配电系统的更上游，电流通常非常平衡。变压器可以接线为具有四线次级和三线初级，同时允许不平衡负载和相关的次级侧中性电流。
相序
三相接线通常通过颜色来识别，颜色因国家和电压而异。必须以正确的顺序连接相，以实现三相电机的预期旋转方向。例如，泵和风扇不能按预期反向工作。如果可以同时连接两个源，则需要保持相位的一致性。两个不同相之间的直接连接是短路，会导致不平衡电流的流动。
优点
与使用两个载流导体（相线和中性线）的单相交流电源相比，无中性线且每相具有相同相对地电压和电流容量的三相电源可以传输三倍的电流电力仅使用 1.5 倍的电线（即三根而不是两根）。因此，容量与导体材料的比率加倍。对于不接地三相和中心接地单相系统，容量与导体材料的比率增加到 3:1（如果两者都采用与导体相同规格的接地，则容量与导体材料的比率增加到 2.25:1）。这会带来更高的效率、更轻的重量和更清晰的波形。
三相电源具有使其在配电系统中理想的特性：
- 相电流往往会相互抵消，在线性平衡负载的情况下总和为零。这使得可以减小中性导体的尺寸，因为它承载很少或不承载电流。在平衡负载的情况下，所有相导体承载相同的电流，因此可以具有相同的尺寸。
- 传输到线性平衡负载的功率是恒定的。在电动机/发电机应用中，这有助于减少振动。
- 三相系统可以产生具有指定方向和恒定幅度的旋转磁场，这简化了电动机的设计，因为不需要启动电路。
大多数家庭负载都是单相的。
产生和分配
在发电站，发电机将机械能转换成一组三个交流 电流，每个电流来自发电机的每个线圈（或绕组）。绕组的排列方式使得电流频率相同，但波形的波峰和波谷有所偏移，以提供相位间隔为三分之一周期（120° 或2π ⁄ 3弧度）的三个互补电流。发电机频率通常为 50 或 60 Hz，具体取决于国家/地区。
在发电站，变压器将发电机的电压改变为适合传输的水平，以最大限度地减少损失。
在输电网络中经过进一步的电压转换，最终将电压转换为标准使用电压，然后再向客户供电。
大多数汽车交流发电机产生三相交流电，并通过二极管电桥将其整流为直流电。
