实验 4 三相交流电路

实验4 三相交流电路

4.1 实验目的 4.2 三相正弦交流电源 4.3 负载星形联接的三相电路实验4 三相交流电路 4.4 负载三角形联接的三相电路 4.5 实验设备 4.6 实验之1——三相负载星形联接 4.7 实验之2——负载三角形联接 4.8 思考问题 4.9 下次实验预习要点注意：下次实验不按教材写返回主页上一章下一章

4.1 实验目的 • 学习三相负载作星形联接、三角形联接的方法 • 验证三相电路中线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系 • 了解中线的作用

N S U1 W2 V2 W1 V1 横截面 U2 4.2 三相正弦交流电源一、正弦交流电动势的产生 1. 三相交流发电机的工作原理对称三相绕组：定子转子原动机驱动

e1 e3 e2 U1 O O O N S t t t W2 V2 W1 V1 U2 • 三相交流发电机原动机驱动

火力发电 电能输出 3 000r/min 超热高压蒸汽燃烧室升压变压器发电机汽轮机电能的产生锅炉的炉膛循环水燃料

励磁机 发电机水轮机 • 水力发电

U3 －U2 U12 U31 30o 30o L1 U1 U12 U1 E1 30o E3 N U31 U2 U2 E2 U3 U23 U23 L2 U12 = 3 U1 30o L3 U12、U23、U31 U23 = 3 U2 30o U1、U2、U3 U31 = 3 U3 30o UL= 3 UP 二、三相供电方式 1. 三相电源的星形联结相线相线相线中性线 • 线电压： • 相电压：三相三线制三相四线制

L1 L2 L3 N M 3~ 4.3 负载星形联结的三相电路 • 负载 • 分为三相负载和单相负载两类。 • 单相负载 • 平均分为三组，构成三相负载，尽可能使三 • 相电源供电均衡。

R1 IL1 L1 R2 IL2 L2 IL3 R3 L3 IN N 例实验分析在照明系统中，中性线的作用。分析： (1)有中性线时无论负载是否对称，负载电压始终为电源相电压 UP。大连理工大学电气工程系

R1 IL1 L1 R2 IL2 L2 IL3 R3 L3 IN N 例实验分析在照明系统中，中性线的作用。分析： (1)有中性线时无论负载是否对称，负载电压始终为电源相电压 UP。 (2)无中性线时 ① 若负载对称，则与有中性线时一样； ② 若负载不对称，则每一相负载上的电压不相同。两相负载串联，分压不同，亮度不同

IL1 R1 L1 IL2 R2 L2 IL3 R3 L3 IN N • 结论 • ① 无中性线时，星形联结的不对称负载上的相 • 电压不对称。 • ②中性线的作用是保证星形 • 联结的不对称负载上的 • 相电压对称。 • ③中性线上不允许单独 • 安装开关或熔断器等。

L1 ＋ U1 － U1 = UL1 Z1 － U3 ＋ U2 = UL2 L2 Z3 ＋ U2 － U3 = UL3 Z2 L3 4.4 负载三角形联结的三相电路一、负载三角形联结的特点当负载的额定电压 UN 等于电源的线电压 UL 时，要采取三角形联结方式。 • 无论负载是否对称， • 负载上承受的电压 • 是对称的线电压。

= | Z | U3 IL3 = 3 I3 －30o IL2 = 3 I2 －30o IL1 = 3 I1 －30o  I3  30o  30o U1 30o －I3 I2 I1 IL= 3 IP IL1 IL2 IL3 U2 3. 对称负载时 Z1 = Z2 = Z3 I1 = I2 = I3 = IP IL1 = IL2 = IL3 = IL 对称电感性负载

4.5 实验设备

4.6 实验之1——三相负载星形联接 图1 星形接法

实验步骤 1.将电压指示切换开关打到三相调压输出，三相调压器的旋柄置于输出为0V的位置，按图1接线。 2.开启电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相相电压为220V。 3.按数据表格要求的内容完成各项实验，将所测得的数据记入表1中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。

表1 负载星形接法实验数据 注：对称时每相接1盏灯，不对称每相分别接1、2、3盏灯

4.7 实验之2——负载三角形联接 图2 三角形接法

实验步骤 1.断电电压调零后按图2接线。 2.开启电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相相电压为220V。 3.按数据表格要求的内容完成各项实验，将所测得的数据记入表2中。

表2 负载三角形接法实验数据 注：对称时每相接1盏灯，不对称每相分别接1、2、3盏灯

4.8 思考问题 1.三相照明电路，为什么通常采用三相四线制而不采用三相三线制供电？ 2.三相四线制中，为什么不允许在中线上接入开关和熔断器？如果中线断了，此时中点电压 UON将怎么变化？请结合相量图进行分析。 3.三相负载接成三角形连接时，某相负载开路或短路，其他两项负载是否受影响？为什么？

4.9 下次实验预习要点 实验5 异步电动机点动和连续控制电路 • 了解接触器、按钮、热继电器等控制电器的结构与使用方法 • 学习异步电动机控制电路的连接

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