Трехфазной называется электрическая цепь, в ветвях которой действуют три одинаковые по амплитуде синусоидальные ЭДС, имеющие одну и ту же частоту, сдвинутые по фазе одна относительно другой на 1/3 периода. Каждую цепь такой системы называют фазой, а систему трех сдвинутых по фазе переменных токов в таких цепях называют трехфазным током.

Трёхфазная система — частный случай многофазных систем электрических цепей, в которых действуют созданные общим источником синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга на определённый угол, называемый фазой. В трёхфазных системах этот угол равен 120 градусам. Обозначаются фазы в РФ латинскими буквами A, B и C.

Значительный вклад в развитие трёхфазных систем внёс М. О. Доливо-Добровольский, который провёл ряд экспериментов с индукционным электродвигателем и выявил ряд преимуществ трёхфазной системы по отношению к другим системам.

Существует два наиболее употребительных типа соединения трехфазных цепей - звезда и треугольник.

Звездой называется такое соединение, когда концы фаз обмоток генератора (G) соединяют в одну общую точку, называемую нейтральной точкой или нейтралью (рис.1). Концы фаз обмоток приёмника (M) так же соединяют в общую точку. Провода, соединяющие начала фаз генератора и приёмника, называются линейными. Провод, соединяющий две нейтрали, называется нейтральным. Трёхфазная цепь, имеющая нейтральный провод, называется четырёхпроводной. Если нейтрального провода нет — трёхпроводной. Если сопротивления Za, Zb, Zc приёмника равны между собой, то такую нагрузку называют симметричной. Особенностью при симметричной нагрузке в трёхфазной системе является питание потребителя фазным напряжением даже при отсутствии нейтрального провода. В случае несимметричной нагрузки, при обрыве рабочего нуля нагрузка оказывается под линейным напряжением, что зачастую является причиной вывода из строя бытовой электроники в квартирных домах. Так как сопротивление потребителя остаётся константой, то согласно закону Ома при возрастании напряжения сила тока, который будет иметь место у потребителя, окажется гораздо больше максимально допустимого значения, что и вызовет сгорание и/или выход из строя питаемого электрооборудования. Напряжение между линейным проводом и нейтралью (Ua, Ub, Uc) называется фазным. Напряжение между двумя линейными проводами(UAB, UBC, UCA) называется линейным. Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

Треугольник — такое соединение, когда конец первой фазы соединяется с началом второй фазы, конец второй фазы с началом третьей, а конец третьей фазы соединяется с началом первой. Для соединения обмоток треугольником, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

Трехфазные системы в настоящее время получили наибольшее распространение. На трехфазном токе работают все крупные электростанции и потребители, что связано с рядом преимуществ трехфазных цепей перед однофазными, важнейшими из которых являются:

- экономичность передачи электроэнергии на большие расстояния;

- самым надежным и экономичным, удовлетворяющим требованиям промышленного электропривода является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;

- возможность получения с помощью неподвижных обмоток вращающегося магнитного поля, на чем основана работа синхронного и асинхронного двигателей, а также ряда других электротехнических устройств;

- уравновешенность симметричных трехфазных систем.

Трёхфазный двигатель — электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока.

Принцип работы трёхфазного двигателя был разработан Доливо-Добровольским.

Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками, магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120° и образуют вращающееся магнитное поле в магнитной цепи машины, и из ротора с короткозамкнутой обмоткой, чаще называемой «беличье колесо».

Асинхронный двигатель, согласно принципу обратимости электрических машин, может работать как в двигательном, так и в генераторном режимах.

В двигательном режиме при подключении двигателя к трехфазной сети переменного тока в обмотке статора образуется вращающееся магнитное поле, под действием которого в короткозамкнутой обмотке ротора наводятся токи, образующие электромагнитный момент вращения, стремящийся провернуть ротор вокруг его оси. Ротор преодолевает момент нагрузки на валу и начинает вращаться, достигая подсинхронной скорости (она же и будет номинальной с учетом момента нагрузки на валу двигателя).

В генераторном режиме происходят обратные явления, приводной двигатель раскручивает ротор до подсинхронной скорости, при этом остаточное магнитное поле ротора, пронизывая обмотки статора, наводит в них ЭДС индукции, под действием которой на выводах обмотки появится напряжение.

Для смены направления вращения трехфазного АД необходимо поменять местами две фазы из трех в месте подключения питания к двигателю.

Может работать в однофазной сети с потерей мощности. При этом для запуска необходим механический сдвиг ротора, либо фазосдвигающая цепь, которая обычно строится или из ёмкости или из индуктивности или из трансформатора.

При однофазном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через ёмкость или индуктивность, которая сдвигает фазу тока :

- вперёд на 90° - при включении в цепь емкости,

- назад на 90° - при включении в цепь индуктивности,

(без учёта потерь). После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки можно снять.

В некоторых случаях, при питании от однофазной сети, запуск осуществляется вручную проворотом ротора. После проворота ротора двигатель работает самостоятельно.

Всяк норовит приспособить трёхфазный двигатель к однофазной сети[источник?], а трёхфазный двигатель приспособлен к трёхфазной сети. К однофазной сети лучше подходит двухфазный двигатель со сдвигом фазы во второй обмотке либо через конденсатор (конденсаторные двигатели, КД), либо через индуктивность.

Перекос фаз - явление, возникающее в сети трёхфазного тока при неравномерном распределении нагрузки на фазы.

Перекос фаз может возникать при неравномерном подключении потребителей к фазовым проводам источника трёхфазного тока, обрыва одного из фазных проводов, обрыва нулевого провода, короткого замыкания одного из фазных проводов на нулевой провод.

В зависимости от схемы соединения вторичных обмоток трёхфазного трансформатора на питающей подстанции возможны различные последствия перекоса фаз.

Так при соединении обмоток звездой и четырёхпроводном питании потребителей (с нулевым проводом), возможны следующие ситуации:

- Обрыв нулевого провода - в этом случае линейное напряжение остается неизменным, а фазовые напряжения распределяются между однофазными потребителями пропорционально их электрическому сопротивлению. Пусть, например, в момент обрыва нулевого провода в подъезде многоквартирного дома, в одной из квартир (подключённой, к примеру, к фазе А) работает компьютер мощностью 242 Вт (сопротивление 200 Ом), а в другой квартире (фаза Б) - утюг мощностью 2420 Вт (сопротивление 20 Ом). Такая ситуация является перекосом фаз. Пока ток протекает по нулевому проводу, не возникает разбаланса фазных напряжений - у обоих потребителей напряжение останется равным 220В. При обрыве нулевого провода, линейное напряжение между фазами А и Б остаётся таким же, как и до обрыва, - равным 380В, но в связи с отсутствием тока в оборванном нулевом проводе напряжения между электроприёмниками распределятся так: компьютер получит (380)*(200)/(200+20)=345В, а утюг - 35В. В результате такой аварии компьютер выйдет из строя.

- Короткое замыкание фазного провода на нулевой - в этом случае, если не сработает защита от коротких замыканий, напряжение между оставшимися фазами и нулевым проводом также увеличится.

Трёхфазный выпрямитель — устройство применяемое для получения постоянного тока из трёхфазного переменного тока.

Наиболее распространены трёхфазные выпрямители по схеме Миткевича В.Ф. (на трёх диодах), предложенной им в 1901 г., и по схеме Ларионова А.Н. (на шести диодах), предложенной им в 1924 г.

Менее известны трёхфазные выпрямители по схемам «три параллельных моста» (на двенадцати диодах), «три последовательных моста» (на двенадцати диодах) и др., которые по многим параметрам превосходят и схему Миткевича и схему Ларионова. При этом требуются диоды со средним током через один диод почти вдвое меньшим, чем в схеме Ларионова.

Ещё менее известны трёхфазные четырёхимпульсные (четырёхволновые, синусно-косинусные) выпрямители. Они состоят из двух трёхфазных трансформаторов. Первичные обмотки одного из них включаются звездой, другого - треугольником. Шесть вторичных обмоток подключаются к шести мостам (двадцать четыре диода). Мосты могут включаться разными способами, один из них - параллельное включение всех шести мостов. Из-за малых пульсаций выпрямитель по этой схеме соизмерим по массе стали и меди с выпрямителем "три параллельных моста" с дросселем фильтра, сглаживающим пульсации до такогоже уровня. Эти выпрямители полномостовые. Они также как и выпрямитель "три параллельных моста" по многим параметрам превосходят и выпрямитель Миткевича и выпрямитель Ларионова. При этом требуются диоды со средним током через один диод почти вчетверо меньшим, чем в схеме Ларионова.

Следует отметить, что выпрямитель Миткевича является четвертьмостовым параллельным, выпрямитель Ларионова является не полномостовым, как его часто считают, а полумостовым параллельным («три параллельных полумоста»). В зависимости от схемы включения трёхфазного трансформатора или трёхфазного генератора (звезда, треугольник) схема Ларионова имеет две разновидности: «звезда-Ларионов» и «треугольник-Ларионов», которые имеют разные напряжения, токи, внутренние сопротивления.

По схемам можно заметить, что схема Миткевича является недостроенной схемой Ларионова, а схема Ларионова является недостроенной схемой «три параллельных моста».

Из-за принципа обратимости электрических машин по этим же схемам строятся и преобразователи (инверторы).