实验六 三相交流电路实验
一、实验目的
1、学会负载的星形和三角形连接法。
2、验证对称负载作星形和三角形连接时，相电压和线电压及相电流和线电流的关系。
3、了解非对称负载作星形连接时，中线的作用。 二、实验设备
电工电子电力拖动实验装置，型号：TH-DT。 三、实验原理
1、三相负载的星形连接
对有中线的星形连接，不论负载是否对称，其线电压与相电压有UL=3UP。若没有中线，在对称负载的情况下，上面关系式不变；若负载不对称，则上式不成立，此时三个电压将是不等的。
表6-1 星形连接各电压、电流关系 负载性质 对称 中 线 情 况 有中线，不论中线有无阻抗 无中线 非对称 有中线，中线无阻抗 有中线，中线有阻抗 无中线
L电压、电流之间的关系 U＝3UP IL＝IP U0＝0 I0＝0 UL＝3UP IL＝IP U0＝0 UL＝3UP IL＝IP U0＝0 I0≠0 UL≠3UP IL＝IP U0≠0 I0≠0 UL≠3UP IL＝IP U0≠0 2、三相负载的三角形接法
三相负载的三角形接法的特点为：在对称负载的情况下有UL＝UP ，IL＝3 IP ；在不对称负载的情况下电压关系式仍然成立，电流关系式则不成立。
表6-1 三角形连接各电压、电流关系
负载性质 对 称
电压、电流之间的关系 UL＝UP IL＝3IP 非对称 UL＝UP IL≠3IP
四、实验内容
1、负载星形连接的测量 按图6-1连接电路，分别测量对称负载(UX端、VY端和WZ端都接两个灯泡)和 非对称负载（UX端、VY端接两个灯泡，WZ端接一个灯泡）的相电压(Uu、Uv、Uw)线电压(Uuv、Uvw、Uwu)、相电流(Iuv、Ivw、Iwv)、线电流(Iu、Iv、Iw)、中线电流（有中线时）U0，记录于表6-2中
图
6-1 三相交流负载电路的星形连接
2、负载三角形连接的测量 按图6-2连接电路，分别测试线电压、相电压（Uuv、Uvw、Uwu）、线电流(Iu、Iv、Iw)和相电流（Iuv、Ivw、Iwu），将测量数据记录于表6-3中。
表6-2 三相负载星形连接的测量数据 测量项目 电 流 （A） 线 电 压 （V） 相 电 压 （V） 中线（V） 电 压 电压 关 系 负载情况 IU IV IW IO UU V UV W UW U UU UV UW UO UL/UP 对称 有中线 0.133 无中线 0.130 0.130 0.130 380 380 380 220 215 220 5 0.129 0.130 0.005 380 375 380 225 215 220 0 非对称 有中线 0.065 无中线 0.0725 0.123 0.123 375 380 380 270 200 200 50 0.130 0.132 0.065 375 375 380 222 218 218 0
图
6-2 三相交流负载电路的三角形连接 表6-3 三相负载的三角形连接的测量数据 线 电 压 （V） 线 电 流 （ｍＡ） 相 电 流 （ｍＡ） 测量项目 电 流 关 系 负载情况 UUV 对 称 非 对 称 UUW UUW IU IV 0.110 0.105 IW 0.110 0.165 IUV 0.060 0.060 IVW 0.060 0.060 IUW 0.060 0.125 （ILIP） 200 200 200 0.110 200 200 200 0.165 五、数据处理与分析
测量项目 电 流 （A） 线 电 压 （V） 相 电 压 （V） 中线（V） 电 压 电压 关 系 负载情况 IU IV IW IO UU V UV W UW U UU UV UW UO UL/UP 对称 有中线 0.133 无中线 0.130 0.130 0.130 380 380 380 220 215 220 5 1.73、1.77、1.73 0.129 0.130 0.005 380 375 380 225 215 220 0 1.69、1.74、1.73 非对称 有中线 0.065 无中线 0.073 0.123 0.123 375 380 380 270 200 200 50 1.39、1.9、1.9 0.130 0.132 0.065 375 375 380 222 218 218 0 1.69、1.72、1.74 表6-4
测量项目 线 电 压 （V） 线 电 流 （ｍＡ） 相 电 流 （ｍＡ） 电 流 关 系 负载情况 UUV 对 称 非 对 称 UUW UUW IU IV 0.110 0.105 IW 0.110 0.165 IUV 0.060 0.060 IVW 0.060 0.060 IUW 0.060 0.125 （ILIP） 200 200 200 0.110 200 200 200 0.165 1.67、1.67、1.67 2.75、1.75、1.32 表6-5
数据分析：
由表6-4可知，UL/Up的值在星形电路中对称时有中线（不论中线有无阻抗）、无
中线和非对称时有中线（中线无阻抗）近似等于1.732，非对称无中线时UL/Up的值不等于1.732。线电流都等于相电流。中线电压在对称有无中线时以及非对称有中线（中线无阻抗）时等于0，在非对称无中线时不等于0。线电流在对称有中线时等于0，在非对称有中线（中线无阻抗）时不等于0。
由表6-5可知，UL=Up，IL/Ip的值在负载对称时近似等于1.732，在非对称时不
等于1.732。
实验结论：
对有中线(中线无阻抗)的星形连接，不论负载是否对称，其线电压与相电压有UL=1.732Up。若没有中线，在对称负载的情况下，UL=1.732Up；若负载不对称，则上式不成立，此时线电压、相电压、中线电压是不等的，三相负载的三角形接法的特点为：在对称负载的情况下有UL＝Up ，IL＝ 1.732Ip；在不对称负载的情况下UL＝Up ，IL不等于1.732Ip。 思考题:
在三相四线制供电系统中，中线有何作用？为什么中线上不能接保险丝和开关？结合实验数据说明之。
答：三相四线制能提供220伏与380v两种电压，当三相220v负荷不平衡时，零线起到平衡电压的作用，防止中性点偏移。当中性线断开时，单相负载没有回路，就在中性线断开处产生相电压，危及人体安全。同时三相负荷会因中性点偏移，所承受的电压升高或降低，损坏电器设备。所以中性线不准装熔断器或开关。
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