1、三相電壓

機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電機，由該設備發出的電壓源為三相交流電。三相交流發電機內有三相電樞繞組，電樞固定，也稱定子，每相電樞繞組的兩個線端產生同頻同幅的正弦電動勢，且它們滿足：

……………………………………（式1）

其變化曲線如下圖：

圖1 三相電樞繞組產生的電動勢

這稱為三相電動勢，三相交流電出現正幅值的順序稱為相序。三相電動勢幅值相等、頻率相同、彼此間相位差相等。這種電動勢稱為對稱電動勢。

如果將發電機三相繞組中，各相的末端連接在一起，引出一個線端，各相剩余的三個線端均引出，則發電機對外輸出接線如下圖：

圖2  三相交流發電機的輸出接線

我們稱聯接在一起引出的線端為中性點（零點、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。而發電機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。

根據電工學中的推導，我們有如下關系式：

………………………………………………………………………….（式2）

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

2、三相電路中負載的星形連接

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

圖3 負載的星形連接

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

當星形連接中各相負載阻抗相等時稱負載對稱，此時中性線電流，因此中性線不再需要，形成三相三線制，這種連接方式應用也很廣泛（如只接三相電動機時，由于電動機三相動子繞組完全一樣，故能實現各相阻抗一樣，可接為三相三線制）。

負載不對稱又沒有中性線時，負載的相電壓就不對稱，這將導致多數負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稱負載的相電壓對稱。

3、三相電路中負載的三角形連接

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

負載三角形連接時，相電流和線電流是不一樣的。負載對稱時，如只接入三相電動機，則線電流、、對稱，此時，我們有：。

圖4 負載的星形連接

在機床的電動機使用過程中，正常運轉的電動機一般按三角形連接，而起動時則是星形連接，這是因為星形連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，對電動機乃至整個電網都是有利的。

提示：有的三相電動機有兩種額定電壓，如220/380V。這表示當電源電壓（指線電壓）為220V時，電動機繞組應連成三角形；當電源電壓380V時，電動機繞組應連成星形。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增大為星形連接的倍。