電路分析基礎實驗 4.3 三相交流電路的研究

三相交流電路的研究課程：電路分析基礎實驗（電路與電子線路實驗1）呂偉鋒、盧振洲掌握三相負載作星型聯(lián)接、三角型聯(lián)接的方法；理解負載作星型和三角型連接時線電壓、相電壓、線電流、相電流概念及其關(guān)系；理解三相四線制中中線的作用。一.實驗目的三相交流電路的研究二.實驗儀器三相交流電路的研究三.實驗原理對稱三相交流電是由振幅相同、頻率相同，相位間彼此相差120o的三個獨立正弦電壓源構(gòu)成，有星型(Y形)連接和三角型(△型)連接兩種形式。三相交流電路的研究Y型連接對稱三相電源△型連接對稱三相電源三.實驗原理三相電路中，作為用電設備的三相負載也有Y型連接和△型連接兩種方式，而每種聯(lián)接方式又有對稱負載和不對稱負載兩種情況。三相交流電路的研究1.對稱三相負載作Y型連結(jié)如圖4.3.1所示，中點電壓VNN′=0V，中電流IN=0，因此可以不接中線。有中線的三線制稱為三相四線制，無中線時即為三相三線制。圖4.3.1對稱三相負載Y-Y連接三.實驗原理三相交流電路的研究2.對稱三相負載作△型連結(jié)三相負載依次首尾相連接成環(huán)型，三個連接點分別與電源的三個相線相連，如圖4.3.2所示。圖4.3.2

對稱三相負載Y-△連接三.實驗原理三相交流電路的研究不對稱負載作Y型連接，必須采用三相四線制接法。不對稱三相負載作△型連接時，不對稱三相負載相電壓仍然對稱，對電器設備沒有影響。本實驗是以220V、40W的白熾燈作為負載。在進行Y型連結(jié)三相負載不對稱又無中線的實驗和△型連結(jié)實驗中，為了不使相電壓超過燈泡的額定值而燒毀負載，實驗中每相負載均采用兩盞燈串聯(lián)。本實驗中提供了4組白熾燈負載，在進行負載不平衡實驗時，可通過改變?nèi)嘭撦d中的任一相負載大小來實現(xiàn)。三.實驗原理三相交流電路的研究三相四線制電路(一功率表法)對于三相四線制電路，不管負載是否平衡，均可用3只功率表分別測量三相負載各自消耗的有功功率；或用一只功率分別測量每相負載的有功功率相加。圖4.3.3三相四線制有功功率的測量電路三.實驗原理三相交流電路的研究三相三線制電路(二功率表法)對于三相三線制電路，均可用兩只功率表接成如圖4.3.4所示電路進行有功功率的測量。兩只功率表測得的功率相加，即可求得該電路的總有功功率值。圖4.3.4

三相三線制有功功率的測量電路1.負載連接成星型(基本要求)四.實驗內(nèi)容及步驟三相交流電路的研究按圖4.3.5接線，電路連接完畢后，經(jīng)檢查接線正確后方可接通電源總開關(guān)，按實驗要求依次進行實驗。注意觀察電路的工作情況有何變化，中線所起的作用。圖4.3.5

負載連接成星型時的接線圖四.實驗內(nèi)容及步驟三相交流電路的研究按實驗要求依次進行下例實驗，測量負載各線電壓、相電壓、線電流及中線電流、電源N與負載N′點間的中點電壓，并將數(shù)據(jù)記入表4.3.1中。表4.3.1三相負載星型連接測量參數(shù)2.負載連接成三角型(基本要求)四.實驗內(nèi)容及步驟三相交流電路的研究按圖4.3.6接線，經(jīng)檢查接線正確無誤后接通電源。圖4.3.6負載連接成三角型時的接線圖四.實驗內(nèi)容及步驟三相交流電路的研究根據(jù)實驗要求進行測量，將數(shù)據(jù)記入表4.3.2中。(1)三相三線制接平衡負載(每相負載均為兩盞燈串聯(lián))。(2)三相三線制接不平衡負載(A、B、C三相負載的開燈盞數(shù)分別為2、2、4)。表4.3.2

三相負載三角型連接測量參數(shù)四.實驗內(nèi)容及步驟三相交流電路的研究根據(jù)表4.3.3中的測試要求，自行設計負載連接狀態(tài)，并進行電路接線，完成對三相四線制及三相三線制有功功率的測量。3.負載有功功率的測量(提高要求)表4.3.3三相交流電路有功功率測量參數(shù)五.實驗注意事項

本實驗采用三相動力電，實驗時要注意人身安全，不可觸及導電部件，防止意外發(fā)生。

每次接線完畢，應檢查后，方可接通電源，必須嚴格遵守先接線，后通電；先斷電，后拆線的實驗操作原則。

當有多條支路的電流需要測量時，可使用電流插孔。測量電流時，只需將電流表表棒插入電流插孔中，并將電流插孔中的短接橋拔掉，保證電流表串接在被測支路中即可。電流表的表棒插入或拔出電流插孔中時，應注意兩表棒同時插入或同時拔出。三相交流電路的研究六.實驗預習思考題1.三相負載根據(jù)什么情況采用星型或三角型連結(jié)？2.復習三相交流電路有關(guān)內(nèi)容，分析不對稱負載在星型連結(jié)無中線情況下，當某相負載開路和短路時會出現(xiàn)什么情況？如果有中性線，情況又如何？3.采用三相四線制時，為什么中線上不允許裝熔絲？三相交流電路的研究七.實驗總結(jié)題用實驗數(shù)據(jù)說明對稱負載星型連結(jié)時線電壓、相電壓之間的