为什么不是三条线都在同一阶段？

1. 因为那时没有返回路径。
2. 因为单相没有“旋转”。三相使得制造具有确定旋转方向的相序的旋转电机变得非常简单。交换两相，方向相反。

三条线的相位都不同时，损耗会不会少？

1. 与单相电力相比，三相电力分配需要更少的铜或铝来传输相同数量的电力。
2. 三相电机的尺寸小于同额定值的单相电机。
3. 三相电机是自启动的，因为它们可以产生旋转磁场。单相电机需要一个特殊的启动绕组，因为它只产生一个脉动磁场。
4. 在单相电机中，电机中传输的功率是不断变化的瞬时功率的函数。在三相中，瞬时功率是恒定的。
5. 单相电机更容易产生振动。然而，在三相电机中，整个循环中传递的功率是均匀的，因此振动大大减少。
6. 三相电机具有更好的功率因数调节。
7. 三相可实现低纹波的高效直流整流。

图 1. 三相整流器产生的直流电。

8. 发电机还受益于在整个旋转过程中提供恒定的机械负载，从而最大限度地提高功率并最大限度地减少振动。

@Transistor 的好答案。再补充一点：-

从产生干扰的角度来看，三相本质上是电流和电压平衡的。在任何一个时间点（以及合理平衡的负载），磁发射都很低，因为由于电流平衡，所有磁场都被抵消了。

近远场中存在净电压平衡——这对于降低 EMI 很重要。这不适用于单相和回线，因为在近距离远场中看到的净交流电压场是带电端子处交流场的一半。这会产生 EMI。

显然，您可以说在不平衡条件下会有净磁场，但是为了解决这个问题，在大型高功率输电线路上，不平衡通常最多只有百分之几：-

因此，对于平衡的 30 A 负载（每相），由于 120 度平衡，各个三个电流相量的净和为零。

另一个好处是，当转换为直流时，由于始终有两个二极管导通，3 相产生的纹波电压要低得多：-

我将仅将我的答案集中在传输上，而不解释为什么 3 阶段通常是有用的，因为其他答案就是这样做的。

电力传输是一种妥协。传输效率和转换便利性之间的折衷。最有效的电力传输方式是直流电。这就是为什么大多数超长线路都是 HVDC（高压直流）。但是，当您想将其从发电站发送时，将其转换为 HV 并且当您想将其馈送到消费者时，将其转换回 LV 时，DC 是最糟糕的。

另一方面，交流电转换非常方便——只需放一个变压器。但是传输很糟糕。例如。交流电会散发一些能量，但这不是主要问题。如果您查看正弦曲线图，您会发现交流线实际上并非 100% 工作。虽然直流电缆始终承载有用电流（可以将直流视为 100% 占空比 PWM），但交流电缆仅在部分时间承载电流。这意味着对于相同的峰值电压（决定了线路绝缘的成本）和相同的峰值电流（决定了导体的尺寸和成本），交流电只能传输部分功率。

这里出现了多阶段的想法。当然，单独的多相并不意味着什么，您可以在 6 根导线上拥有 3 相（3 对彼此完全独立）。这里的关键是在相之间共享电线。这就像军舰上的热床铺 - 2 个海员共用 1 个铺位，当一个人醒来并开始轮班时，另一个人结束轮班并睡觉。关键是不要有一个空铺位只是浪费空间，三相交流电的工作原理相同：当一个相“休息”时，另一相正在重新使用其中一根电线来传输自己的电流。乍一看并不清楚，因为它非常流畅，一个下降到 0，而另一个上升，而且从来没有一个阶段完全成为一条线。但关键是要重新利用电线的空闲时间。

为什么是3？因为 2 太小，所以不能在 2 根线上有 2 个相位。3 是可以共享所有电线的最小相数。为什么要抵消？因为 X 导体上的一相与厚 X 倍的导体相同。

当您将 3 相系统与 1 相系统进行比较时，您可以清楚地看到，只要多增加 50% 的电线，您就可以获得 3 倍的电流。

三相传输使用电线的效率与一相一样有效。 因此，在建造线路时，您可以使用一半的铜。