三相交流电是与输电技术的发展紧密相连的。
1873年维也纳国际博览会法国弗泰内,使用2km的导线,把一台用瓦斯发动机拖动的格兰姆直流发电机,和一台转动水泵的电动机连接起来。
1874年,俄国皮罗茨基建立了输送功率为4.5kW的直流输电线路,输送距离一开始是50m,后来增加到1km。然后就开始向高压输电发展了。
一开始是直流输电,但想要传输更远的距离,就必须再提高电压。在当时的条件下,直流输电没条件了:发电机电压受限制、直流没有变压器等等。后来还发生过一场交流、直流输电之争。
可见,从交流输电一开始,并不是三相的。
1832年,人们就发明了单相交流发电机。1876年、1884年、1885年,单相变压器得到了发展。问题在于应用交流电驱动工作机械。
交流感应电动机的出现,与“旋转磁场”这个研究紧密相连。1825年,1879年,1883年都是旋转磁场发展的节点,1885年,弗拉利斯制成了第一台两相感应电动机;1888年他又提出了“利用交流电来产生电动旋转”这一经典论文。
1888年俄国多布罗斯基发明了三相交流制和效率很高的三相异步电动机,交流输电的优越性体现出来了。1891年8月25日,第一条三相交流高压输电线投运,总长175km。发电机是230kVA,95V,变压器是200kVA、95/15200,线路末端是两座13800/112V降压变电所。
说到优点:与单相、两相系统比,三相输电系统效率比较高、用铜节省;三相电机的性能、效率和材料利用比单相、两相的好。
三相交流电相位互差120°,任意两相之间的线压相同,使其较之单相交流电有很多优点,它在发电、输配电以及电能转换为机械能方面都有明显的优越性。
例如:制造三相发电机、变压器都较制造单相发电机、变压器省材料,而且构造简单、性能优良。又如,用同样材料所制造的三相电机,其容量比单相电机大50%,三相旋转电机的瞬时功率是恒定的,其瞬时转矩也是恒定的,运转就比较平稳;在输送同样功率的情况下,三相输电线较单相输电线,可节省有色金属25%,而且电能损耗较单相输电时少。
使用更多相时会使发电、输配电及用电环节变得复杂,输电线路根数要增加,发电机、变压器、电动机等设备也趋于复杂化,增加制造成本;当然大容量设备假定使用四相交流电单从设备制造上也许会更合理,但电网就不同了。
另外三相不平衡已经引起很多问题了,相数多了会不会更困难?
结论:交流电为什么不是四相、五相和六相的?
因为三相的出现后,就把市场霸占了……各种理论全围绕它进行。没人搞多相的了。就是这个原因。
相数越多,就越复杂,从上面能看出来,之所以人们最终选择三相交流电,最主要的原因是应用
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