三相交流电实验

三相交流电的测试电能是现代化生产、管理及生活的主要能源，电能的生产、传输、分配和使用等许多环节构成一个完整的系统，这个系统叫做电力系统。电力系统目前普遍采用三相交流电源供电，由三相交流电源供电的电路称为三相交流电路。 三相电源的特点是输出端有三个， 三个输出端输出频率相同而相位不同的电压。组成三相电路的各个单相部分称为相。读一读三相交流电的基本概念1、三相交流电的特点（1）三相交流发电机比功率相同的单相交流发电机体积小、重量轻、成本低；（2）电能输送，当输送功率相等、电压相同、输电距离一样，线路损耗也相同时，用三相制输电比单相制输电可大大节省输电线有色金属的消耗量， 即输电成本较低，三相输电的用铜量仅为单相输电用铜量的75%;（3）目前获得广泛应用的三相异步电动机，是以三相交流电作为电源，它与单相电动机或其它电动机相比，具有结构简单、价格低廉、性能良好和使用维护方便等优点。2、三相交流电的产生三相交流电的产生就是指三相交流电动势的产生。 三相交流电动势由三相交流发电机产生，它是在单相交流发电机的基础上发展而来的，如图，在发电机定子（固定不动的部分）上嵌放了三相结构完全相同的线圈 U1U2、V1V2、W1W2（通称绕组），这三相绕组在空间位置上各相差120°电角度，分别称为U相、V相和W相。5、V1、W1三端称为首端，U2、V2、W2则称为末端。工厂或企业配电站或厂房内的三相电源线（用裸铜排时）一般用黄、绿、红分别代表U、V、W三相。N图1三相发电机原理图磁极放在转子上，一般均由直流电通过励磁绕组产生一个很强的恒定磁场。 当转子由原动机拖动作匀速转动时，三相定子绕组即切割转子磁场而感应出三相交流电动势。 由于三相绕组在空间各相差120°电角度，因此三相绕组中感应出的三个交流电动势在时间上也相差三分之一周期（也就是120°角）。这三个电动势的三角函数表达式为eU=Emsin«t&=Emsingt-120jN=EmSin（*240：）3、三相交流电（1）相线与中线发电机三相绕组的接法如图所示。将三个绕组的末端联在一起，这个连接点称为中性点或零点，用N表示。这种连接方法称为Y形连接，如图2所示。

图2三相电源Y形连接相线(火线或端线)：从三相绕组的始端A、B、C引出的三根导线。中线(中性线或零线)：从中性点引出的导线。(2)相电压与线电压①相电压：相线与中线之间的电压。②线电压：相线与相线之间的电压。做一做测试工作任务书测试名称三相电源的测试任务编码1课时安排(H)0.5任务内容1、认识三相交流电源；2、用交流电压表测量相电压和线电压。任务要求1、正确使用测试仪表；2、正确测试电压等相关数据；3、数据分析；4、撰写安装与测试报告。测试设备设备名称型号或规格数量电工电路综合实训台1套数子力用表1块测试程序：(1)测试相线与中线之间的电压，即相电压，将测试数据填入表表1相电压测量结果相电压UanUbnUcn测量值(2)测试相线与相线之间的电压，即线电压，将测试数据填入表表2线电压测试结果线电压UabUbcUca测量值(3)计算Uab与Uan的数值关系等，并填入表表3线电压与相电压之间的数量关系计算

计算内容计算值Uab与Uan的数值关系Ubc与Ubn的数值关系Uca与Ucn的数值关系想一想(1)三相电源的相序是(2)在如图3中，三相正弦交流电压的相量图是(a/b)。Ec*EaEcEEc*EaEcEaEb(b)(a)(b)图3相量图(3)三相交流电流的波形图如图(3)三相交流电流的波形图如图4所示，写出电流表达式:A= 读一读三相电源的Y形联接1、三相电源电压的表示方法(1)三角函数表示方法三角函数表达式 Ua=Emsinwtub=Emsin(wt-120)uc=Emsin(cot+120)三角函数波形图如图5所示。(2)相量表布方法相量表达式(2)相量表布方法相量表达式UA=U.0=UUB=UB=U/-120二U(-2.j3\T)1 .3Uc=U.120=U(j——)2 2相量图如图6所示。2、相电压与线电压之间的关系线电压与相电压白^相量图如图 7所示。图6三相电压相量图图图6三相电压相量图图7三相电源Y形连接时线电压与相电压相量图(1)数量关系：U线=J3U相30°。(2)30°。3、三相三线制三相电源的三相三线制如图8所示。在一般情况下，三相三线制只适用于三相对称负载电路。图8三相电源的三相三线制做一做测试工作任务书测试名称三相负载的Y形联接的测试任务编码4-2课时安排（H）0.5任务内容1、三相负载Y形联接方式；2、测量三相平衡负载时的相电压、线电压、相电流及线电流；3、测量三相不平衡负载时的相电压、线电压、相电流及线电流；4、计算阻抗及三相功率。任务要求1、正确使用测试仪表；2、正确测试电压及电流等相关数据；3、数据分析；4、撰写安装与测试报告。测试设备设备名称型号或规格数量电工电路综合实训台1套交流电压表1只交流电流表1只数子力用表1块测试电路iA N,A 十U UA I--I|Za|NUB十UC3十三图9测试电路电路说明：（1）二相平衡负载： Za=Zb=Zc=交流灯泡（12V/5W）;（2）二相小平衡Za#ZbrZcZa升-个灯泡、Zb为二个灯泡串联、Zb为三个灯泡串联。测试程序:（1）三相平衡负载电路的测试①按如图9所示电路，进行电路安装。每相负载为交流照明灯泡（ 12V/20W）,交流电源的相电压为12V,频率为50Hz;TOC\o"1-5"\h\z②测试每相的相电压及线电压，将测试数据填入表 4中。③测试每相的相电流及线电流，将测试数据填入表 4中。④测试中线电流，将测试数据填入表 4中。表4测量结果相电压（V）线电压（V）相电流（A）线电流（A）UaUABIAIabUbUbcIbIbc

UcUcaIcICA中线电流⑤计算阻抗及三相功率，将计算结果填入表表5计算结果阻抗（建）视在功率（VA）有功功率(W)无功功率（Var)ZaSaPaQaZbSbPbQbZcScPcQc三相功率spQ（2）三相不平衡负载电路的测试TOC\o"1-5"\h\z①按如图所示电路，进行电路安装。三相负载为电阻性负载，其中A相为一个灯泡（12V/20W）、B相为二个灯泡串联、C相为三个灯泡串联，交流电源的相电压为 12V,频率为50Hz;②测试每相的相电压及线电压，将测试数据填入表 6中。③测试每相的相电流及线电流，将测试数据填入表 6中。④测试中线电流，将测试数据填入表 6中。表6测量结果相电压（V）线电压（V）相电流（A）线电流（A）UaUABIAIabUbUbcIBIbcUcUcaIcICA中线电流⑤计算阻抗及三相功率，将计算结果填入表 7中。表7计算结果阻抗（建）视在功率（VA）有功功率(W)无功功率（Var)ZaSaPaQaZbSbPbQbZcScPcQc三相功率spqTOC\o"1-5"\h\z