單相和三相電源的區別

我們日常生活中使用的電力供應是交流電或交流電源。交流電或交流電源是一種電力供應型別，其中電流的大小會隨時間不斷變化，方向會週期性地改變。我們在家中、辦公室和工業中使用的電力供應幾乎90%都來自交流電源，例如交流發電機。

根據供電系統中的相數，交流電源可分為兩種型別：−

  • 單相交流電源

  • 三相交流電源

在本文中，我們將解釋單相和三相電源的區別。但在那之前，我們將簡要介紹單相電源和三相電源。

什麼是單相電源？

單相電源是一種交流電源，它只使用兩根導線（稱為相線和零線）來分配交流電力。實際上，使用正弦交流電源，單相電源的波形如圖1所示。其中，單相電源中的電壓在正半周的90°時達到峰值，在負半周的270°時達到最大值。

在單相電源中，相線將電流從電源輸送到負載，而零線為電流提供迴流路徑。在印度，單相電源的電壓有效值為230V，頻率為50Hz。

單相電源的主要缺點是其功率具有脈動性，這會導致電機振動。然而，幾乎所有住宅電源都是單相電源，用於執行電器，例如風扇、冷卻器、空調、燈具等。

什麼是三相電源？

當使用三根線導線向負載分配交流電力時，該電力供應稱為三相電源。對於三相電源，有三根相線，也可能有一根零線。三相電源中零線的存在取決於電源和負載繞組的連線型別，即星形連線中有零線，而三角形連線中則沒有。

在三相電源中，每個相都有三個波形，它們彼此相位差120°。正弦三相電源的波形如圖2所示。從三相電源的波形可以看出，平均功率從未降至零，因此平均功率沒有脈動，因此電機沒有振動。三相電源廣泛用於工業和商業應用。

單相電源和三相電源的區別

下表顯示了單相電源和三相電源的主要區別：−

引數單相電源三相電源
描述只有一種電壓波形的交流電源型別，即只有一相，稱為單相電源。具有三種電壓波形的交流電源型別，即三相，稱為三相電源。
所需的導體數量單相電源只需要兩根導線，即相線和零線。三相電源至少需要三根相線來向負載供電（星形連線系統中為四根線：三根相線和一根零線）。
電壓波形數量單相電源只有一個電壓波形（實際上是正弦波）。三相電源有三個對應於三相的電壓波形。
供電電壓（在印度）在單相電源中，供電電壓為230V，變化範圍為±10%。在三相電源中，線電壓為440V，變化範圍為±10%。
輸送功率單相電源輸送的功率是脈動的。三相電源輸送的功率是恆定的。
不同供電系統的並聯執行對於單相電源，不同供電系統的並聯執行並不容易。三相電源可以輕鬆實現不同系統的並聯執行。
電路複雜性單相電源的電路非常簡單。三相電源的電路比較複雜。
輸電能力單相電源的輸電能力較低。三相電源可以傳輸相對較多的功率。
傳輸效率單相電源的傳輸效率低。三相電源的傳輸效率高。
導體尺寸在單相電源中，使用的導體的橫截面積較大。三相電源需要的導體橫截面積相對較小。
機器尺寸（相同功率等級）單相機器尺寸較大。三相機器尺寸相對較小。
電源故障由於單相電源只有一相，因此發生電源故障的可能性較高。如果發生故障，則沒有電源。由於三相電源有三相，因此發生電源故障的可能性較低。如果一相或兩相發生故障，則可以使用剩餘的相繼續供電。
零線的存在單相電源必須有零線，作為電流的迴流路徑。在三相電源中，零線可能存在也可能不存在。這取決於電路配置，如果使用星形連線，則會有零線。如果使用三角形連線，則沒有零線。
旋轉磁場的產生單相電源無法在電機等電氣裝置中產生旋轉磁場。三相電源可以在電氣裝置中產生旋轉磁場（RMF）。
適用性單相電源適用於短距離輸電。三相電源用於長距離輸電以及為執行三相負載的高功率分配供電。
轉換單相電源需要昂貴的轉換器才能將其轉換為三相電源。單相電源可以直接從三相電源的一相和零線之間獲取。
經濟性單相電源經濟性較差。三相電源比單相電源更經濟。
應用單相電源廣泛用於為家庭和辦公室使用的低功率電器供電。三相電源用於為工業中的過載荷供電。

結論

單相電源和三相電源之間最顯著的區別在於，單相電源具有簡單的兩線電路，用於將電力傳輸到小型負載，例如房屋和辦公室使用的電器，而三相電源在向工業中的過載荷輸送大功率時更經濟。

更新於：2022年6月29日

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