4实验十一 三相交流电路的研究.docVIP

实验十一 三相交流电路的研究 一、实验目的 1. 掌握三相负载作Y接、△接的方法，验证这两种接法下线、相电量之间的关系。 2. 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。 二、原理说明  在三相电源对称的情况下，三相负载可以接成星形（Ｙ接)或三角形(△接)。三相四线制电源的电压值一般是指线电压的有效值。如“三相380V电源”是指线电压380V，其相电压为220V；而“三相220V电源”则是指线电压220V，其相电压为127V。 1. 负载作Y形联接 当负载采用三相四线制(Yo)联接时，即在有中线的情况下，不论负载是否对称，线电压Ul 是相电压UP的倍，线电流Il 等于相电流Ip，即 U1=，I1=Ip 当负载对称时，各相电流相等，流过中线的电流Io＝0， 所以可以省去中线。  若三相负载不对称而又无中线(即三相三线制Y接)时，UP≠1/Ul ，负载的三个相电压不再平衡，各相电流也不相等，致使负载轻的那一相因相电压过高而遭受损坏，负载重的一相也会因相电压过低不能正常工作。  所以，不对称三相负载作Y联接时，必须采用三相四线制接法，即Yo接法，而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。 2. 负载作△形联接  当三相负载作△形联接时，不论负载是否对称，其相电压均等于线电压，即Ul＝Up；若负载对称时，其相电流也对称，相电流与线电流之间的关系为：Il ＝Ip；  若负载不对称时，相电流与线电流之间不再是关系即：Il≠Ip  当三相负载作△形联接时，不论负载是否对称，只要电源的线电压Ul对称，加在三相负载上的电压Up仍是对称的，对各相负载工作没有影响。 3. 三相电源及相序的判断  为防止三相负载不对称而又无中线时相电压过高而损坏灯泡，本实验采用“三相220V电源”，即线电压为220V，可以通过三相自耦调压器来实现。  三相电源的相序是相对的，表明了三相正弦交流电压到达最大值的先后次序。  判断三相电源的相序可以采用图12-1所示的相序指示器电路，它是由一个电容器和两个瓦数相同的白炽灯联接成的Y接不对称三相电路。假定电容器所接的是Ａ相，则灯光较亮的一相接的是电源的B相，灯光较暗的一相即为电源的C相(可以证明此时B相电压大于C相电压)。  三、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备 注 1 交流电压表 1 RTT03-1 2 交流电流表 1 RTT03-1 3 万用表 1 另备 4 三相自耦调压器 1 RTDG-1 5 三相灯组负载 220V/40W白炽灯 9 RTDG07 6 电流插孔 6 RTDG07 四、实验内容 1. 三相负载星形联接  按图12-2连接实验电路，三相对称电源经三相自耦调压器接到三相灯组负载，首先检查三相调压器的旋柄是否置于输出为0V的位置（即逆时针旋到底的位置），经指导教师检查合格后，方可合上三相电源开关，然后调节调压器的旋柄，使输出的三相线电压为220V。  ⑴三相四线制Yo形联接 (有中线)  按表12-1要求，测量有中线时三相负载对称和不对称情况下的线/相电压、线电流和中线电流之值，并观察各相灯组亮暗程度是否一致，注意观察中线的作用。 表12-1 三相四线制Yo形联接 负 载 情 况 测 量 数 据 中线电流Io（A） 开 灯 盏 数 线电流（A） 线电压（V） 相电压（V） A相 B相 C相 IA IB IC UAB UBC UCA UAO UBO UCO 40WX3 40WX3 40WX3 40WX1 40WX2 40WX3 40WX1 断路 40WX3 ⑵ 三相三线制Y形联接 (断开中线)  将中线断开，测量无中线时三相负载对称和不对称情况下的各电量，特别注意不对称负载时电源与负载中点间的电压的测量。将所测得的数据记入表12-2中，并观察各相灯组亮暗的变化情况。 表12-2 三相三线制Y形联接 负 载 情 况 开 灯 盏 数 测 量 数 据 中线电流Io（A） 线电流（A） 线电压（V） 相电压（V） A相 B相 C相 IA IB IC UAB UBC UCA UAO UBO UCO 40WX3 40WX3 40WX3 40WX1 40WX2 40WX3 40WX1 断路 40WX3 ⑶ 判断三相电源的相序  将Ａ相负载换成4.7μF电容器，B、C相负载为相同瓦数的灯泡，根据灯泡的亮度判断所接电源的相序。