电路分析基础实验 4.3 三相交流电路的研究

三相交流电路的研究课程：电路分析基础实验（电路与电子线路实验1）吕伟锋、卢振洲掌握三相负载作星型联接、三角型联接的方法；理解负载作星型和三角型连接时线电压、相电压、线电流、相电流概念及其关系；理解三相四线制中中线的作用。一.实验目的三相交流电路的研究二.实验仪器三相交流电路的研究三.实验原理对称三相交流电是由振幅相同、频率相同，相位间彼此相差120º的三个独立正弦电压源构成，有星型(Y形)连接和三角型(△型)连接两种形式。三相交流电路的研究Y型连接对称三相电源△型连接对称三相电源三.实验原理三相电路中，作为用电设备的三相负载也有Y型连接和△型连接两种方式，而每种联接方式又有对称负载和不对称负载两种情况。三相交流电路的研究1.对称三相负载作Y型连结如图4.3.1所示，中点电压VNN′=0V，中电流IN=0，因此可以不接中线。有中线的三线制称为三相四线制，无中线时即为三相三线制。图4.3.1对称三相负载Y-Y连接三.实验原理三相交流电路的研究2.对称三相负载作△型连结三相负载依次首尾相连接成环型，三个连接点分别与电源的三个相线相连，如图4.3.2所示。图4.3.2

对称三相负载Y-△连接三.实验原理三相交流电路的研究不对称负载作Y型连接，必须采用三相四线制接法。不对称三相负载作△型连接时，不对称三相负载相电压仍然对称，对电器设备没有影响。本实验是以220V、40W的白炽灯作为负载。在进行Y型连结三相负载不对称又无中线的实验和△型连结实验中，为了不使相电压超过灯泡的额定值而烧毁负载，实验中每相负载均采用两盏灯串联。本实验中提供了4组白炽灯负载，在进行负载不平衡实验时，可通过改变三相负载中的任一相负载大小来实现。三.实验原理三相交流电路的研究三相四线制电路(一功率表法)对于三相四线制电路，不管负载是否平衡，均可用3只功率表分别测量三相负载各自消耗的有功功率；或用一只功率分别测量每相负载的有功功率相加。图4.3.3三相四线制有功功率的测量电路三.实验原理三相交流电路的研究三相三线制电路(二功率表法)对于三相三线制电路，均可用两只功率表接成如图4.3.4所示电路进行有功功率的测量。两只功率表测得的功率相加，即可求得该电路的总有功功率值。图4.3.4

三相三线制有功功率的测量电路1.负载连接成星型(基本要求)四.实验内容及步骤三相交流电路的研究按图4.3.5接线，电路连接完毕后，经检查接线正确后方可接通电源总开关，按实验要求依次进行实验。注意观察电路的工作情况有何变化，中线所起的作用。图4.3.5

负载连接成星型时的接线图四.实验内容及步骤三相交流电路的研究按实验要求依次进行下例实验，测量负载各线电压、相电压、线电流及中线电流、电源N与负载N′点间的中点电压，并将数据记入表4.3.1中。表4.3.1三相负载星型连接测量参数2.负载连接成三角型(基本要求)四.实验内容及步骤三相交流电路的研究按图4.3.6接线，经检查接线正确无误后接通电源。图4.3.6负载连接成三角型时的接线图四.实验内容及步骤三相交流电路的研究根据实验要求进行测量，将数据记入表4.3.2中。(1)三相三线制接平衡负载(每相负载均为两盏灯串联)。(2)三相三线制接不平衡负载(A、B、C三相负载的开灯盏数分别为2、2、4)。表4.3.2

三相负载三角型连接测量参数四.实验内容及步骤三相交流电路的研究根据表4.3.3中的测试要求，自行设计负载连接状态，并进行电路接线，完成对三相四线制及三相三线制有功功率的测量。3.负载有功功率的测量(提高要求)表4.3.3三相交流电路有功功率测量参数五.实验注意事项

本实验采用三相动力电，实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外发生。

每次接线完毕，应检查后，方可接通电源，必须严格遵守先接线，后通电；先断电，后拆线的实验操作原则。

当有多条支路的电流需要测量时，可使用电流插孔。测量电流时，只需将电流表表棒插入电流插孔中，并将电流插孔中的短接桥拔掉，保证电流表串接在被测支路中即可。电流表的表棒插入或拔出电流插孔中时，应注意两表棒同时插入或同时拔出。三相交流电路的研究六.实验预习思考题1.三相负载根据什么情况采用星型或三角型连结？2.复习三相交流电路有关内容，分析不对称负载在星型连结无中线情况下，当某相负载开路和短路时会出现什么情况？如果有中性线，情况又如何？3.采用三相四线制时，为什么中线上不允许装熔丝？三相交流电路的研究七.实验总结题用实验数据说明对称负载星型连结时线电压、相电压之间的