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1、实验五 三相交流电路一、实验目的1. 验证三相对称负载星形、三角形联接时，线电压和相电压，线电流与相电流之间的关 系。2. 了解不对称负载星形联接时中线的作用。3. 学习三相功率的测量方法。二、实验原理简述三相负载根据其额定值和电源电压，可作星形（Y）联接或三角形（）联接，如图1 51、图152所示。对称三相负载作Y联接时，U = ：3U ， I = I。中线电流l p l pI = 0，可以不接中线。对称三相负载作联接时，U = U ，I = 31。U、U分0 l P l p l p 别为线电压和相电压， I 、 I 分别为线电流和相电流。lp不对称三相负载作Y联接时，中线电流I丰0，必须有
2、中线。这时仍有U = ：3U的0 l p关系，即负载上的相电压仍对称。如果无中线，则U工P3U，相电压不对称，负载较小 lp的那一相相电压较高，使负载不能正常工作。因此，照明电路都采用具有中线的三相四线制（Y。）接法。而且为了防止中线断开，不允许在中线上安装熔断器和开关。不对称三相负载作联接时，I工I。这时只要电源三个线电压对称，不对称负载的三个相电压仍对称, lp对电器设备没有影响。V-1I 1L I 1p C T2 7BCAOKo BCca图 152图 151三相负载消耗的总功率等于每相负载消耗的功率之和，所以对于任何三相负载，都可以采用三瓦特表法测定功率。三瓦特表法就是用三只瓦特表分别测
3、量每相负载的功率，然后相 加；也可以用一只瓦特表依次测量各负载功率，然后相加即得三相总功率。当负载对称时，每相的有功功率相等，所以只要用一个瓦特表测出一相的功率乘以3， 即得三相总功率。这种测量功率的方法叫一瓦特表法，如图153 所示。以上方法在实际应用中很不方便，所以较少采用。对于三相三线制电路，不论负载对称 还是不对称，是星形接法还是三角形接法，都可以采用二瓦特表测量其功率，因此二瓦特表 法得到了广泛的应用。为了说明其原理，以星形接法的三相对称负载为例，三相电路的瞬时功率为：p = p + p+ pc=u - iAA+ u - iBB+ uCiCABi + i + i=0ABCp = u
4、- i -u-i +ui u - iAACABBCB =u - i +u-iAC ABCB=p + p12平均功率为P = P + P =U-1 - cosa + UIcos 012ACABCB其中a为UAc、IA之间的相位差角，0为UBC、IC之间的相位差角。因此用两个瓦特表可以测量三相功率，其接法如图154所示。第一个功率表W】的读数为P = U -1 - cos a。 1 1 AC A第二个功率表W。的读数P = U22-1 - cos 0。但要注意，两个功率表的读数分开是毫无BC Bb容性）的负载对两个瓦特表读数的影响。从图下面来分析一下不同性质（电阻、感性、155 可知：a = 30
5、 0 - 9 ， 0 = 30 0 + 9申为相电压与相电流的相位差角。1）当9 = 0 时（纯电阻负载）， P = P ，则三相功率12UAC（2） 当9 60 0时，p为正值，p为负值，则三相总功率12P = P - P12三、实验仪器设备表 1-5-1序号名称型号数量备注123456四、预习报告1当负载的额定电压等于电源相电压时，负载应接 形.当负载的额定电压等于电源的线电压时，负载应接 形。2负载作星形联接，如图151所示，ao、bo、co三相灯泡均为15W、当K k2、k3全合上时，中线电流io=；若k3断开，对三组灯泡亮度影响。3若151电路中，KK2断开，K3合上（三相负载不对称
6、，有中线），负载相电压U = ，U = ，U = 。三相线电 （相等/不等），aoboco中线电流（有/无）。当k3也断开（不对称，无中线），负载相电压U = ，3aoU = ，U = （估算时可认为灯泡为线性电阻）。所以a相灯泡发光boco（亮/暗），c相灯泡发光 （亮/暗）.4如图152所示，负载作三角形联接，ab、bc、ca三相灯泡均为15W。当负载对称时线电流I、I、I （相等/不等），相电流I 、I、I 。当KA BCabbcca断开即负载不对称时，I （变大/变小/不变），I 、I 。I 、abbccaAI 、I 。灯泡亮度 （正常/不正常）。5按照你的看法，测量三相对称负载的功率
7、时，采用瓦法、三相三线制不对称负载采用.瓦法。三相四线制，不对称负载采用瓦法。6.用二瓦法测量功率是否也可表示为P = U -1 - cos a + U -1 - cos卩（a为AB A CB Cu 与I之间的相位差角，B为u 与I之间的相位差角）？答：A CB C7用三瓦法测量三相负载功率，瓦特表电流线圈应测量三相负载的 （线/相）电流，电压线圈应测量.（线/相）电压。用二瓦法测量三相负载功率，瓦特表电流线圈应测量三相负载的 （相/线）电流，电压线圈应测 （线/相）电压。五、实验步骤 1负载作星形联接。按图 151 接好实验线路，经检查无误后接通电源。 完成表 151 中各项测量内容。注意：
8、负载不对称为K1断开，即A相一只灯泡；K 2断开即B相断路。表 151测负量载项情目况电源线电压负载相电压电流中线三瓦法测量功率二瓦法是否正常发光电压电舌流测量功率UAB(V)UBC(V)UCA(V)%,(V)Ubo-(V)So(V)IA(A)IB(A)IC(A)%(V)IO(A)PA(W)PC(W)PC(W)计算PC(W)P1P2计算P总（W）ABC对称 有中线/对称 无中线不对称 有中线/不对称 无中线2负载作三角形连接按图 152 接好实验电路，经检查无误后，接通电源，完成表 152 中各项测试内容。其中 I 、 I 由判断而得。B bc表 1-5-2测量项目负载情况电压线电流相电流三瓦
9、法测量功率二瓦法测量功率灯泡亮度UAB(V)UBC(V)UCA(V)IA(A)IB(A)IC(A)lab(A)【be(A)Iea(A)PA(W)PB(W)PC(W)计 算 p总 (W)p1(W)p2(W)计 算 p总 (W)ABC对称I *)l *)不对称六、实验总结1根据实验数据总结对称负载和不对称负载作星形连接和三角形连接时，线电压和相 电压，线电流与相电流之间的关系。2比较不对称负载作星形连接时，在三相三线制和三相四线制情况下线电压与相电 压之间的关系，从而说明中线的作用。3用二瓦法测功率时，若不知道三相电源相序，是否可以进行测量？七、注意事项 1在星形接法，又无中线时，操作时间不应过长，以免烧坏某相负载。 2注意人身安全，防止触电。
