实训项目十二 三相交流电路电压、电流的测量
一、实训目标
1.初步学会三相负载的星形连接和三角形连接;
2.会测定三相负载星形连接的线电压、相电压、线电流和相电流;
3.会测定三相负载的三角形连接的线电压、相电压、线电流和相电流;
4.通过实验进一步理解星形连接和三角形连接的线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系;
5.通过实验加深对三相四线制电路中性线作用的理解。
二、实训器材
三相负载灯箱（22V、15W灯泡4只)、交流电流表（0～500V)、交流电压表（0～5A)、万用表、三相开关、三相自耦调压器、DGJ-04三相灯组。
三、实训原理
1.三相负载星形连接
当三相负载星形连接时,如图12-1所示。若三相电源对称,则有
则中性线的电流为
如果三相负载对称,则在这种情况下,中性线电流为零,可省去中性线,如图12-2所示。
图12-1 三相负载星形连接有中性线
图12-2 三相负载对称星形连接
如果三相负载不对称,如图12-3所示,则
这时不能省去中性线。否则就会造成相电压不对称,有的相电压过高,有的相电压过低,使用电器不能正常工作,甚至损坏用电器。可见中性线有非常重要的作用,在三相负载不对称的情况下,它能使各相负载的相电压保持对称。
2.三相负载三角形连接
当三相负载三角形连接时,如图12-4所示。若三相电源对称,则有
图12-3 三相不对称负载星形连接
图12-4 三相负载三角形连接
四、实训内容及步骤
1.三相对称负载星形连接
①如图12-5所示接好电路。
②将三相调压器的输出调到150V。
③闭合Q、S2、S3、S4、S5,断开S1。
④用电压表分别测出线电压UAB、UBC、UAC,将测量结果记录在表12-1中。
图12-5 三相负载星形连接的实验电路图
⑤用电压表分别测出相电压UAN、UBN、UCN,将测量结果记录在表12-1中。
⑥将Q和S2断开,将交流电流表接入电路,然后闭合Q,测出线电流IA。用同样的方法分别测IB、IC,将测量结果记录在表12-1中。
⑦将Q和S5断开,将交流电流表跨接在S5两端,然后闭合S2、S3、S4和Q,测出中性线的电流IN,将测量结果记录在表12-1中。
⑧将S5断开,重复④、⑤、⑥的步骤,测量无中性线时的线电压、相电压、线电流,并将测量结果记录在表12-1中。
2.三相不对称负载星形连接
①如图12-5所示接好电路。
②将三相调压器的输出调到180V,然后闭合Q、S1、S2、S3、S4、S5。
③用电压表分别测量线电压UAB、UBC、UAC,并将测量结果记录在表12-1中。
④用电压表分别测出相电压UAN、UBN、UCN,并将测量结果记录在表12-1中。
⑤用交流电流分别测量线电流IA、IB、IC,将测量结果记录在表12-1中。
⑥断开Q和S5,将交流电流表跨接在S5两端,然后闭合S1、S2、S3、S4、和Q,测出中性线的电流IN,将测量结果记录在表12-1中。
⑦将S5断开,重复③、④、⑤的步骤,测量无中性线时的线电压、相电压、线电流,将测量结果记录在表12-1中。
3.三相对称负载三角形连接
①如图12-6所示接好电路。
②将三相调压器的输出调到180V。闭合Q、S1、S2、S3、S4、S5、S6,断开S7。
③用交流电压表分别测出线电压UAB、UBC、UAC,将测量结果记录在表12-2中。
④用交流电流表分别测出线电流IA、IB、IC,和相电流IAB、IBC、ICA,将测量结果记录在表12-2中。
4.不对称三相负载三角形连接
①如图12-6所示接好电路。
②将三相调压器的输出调到180V,闭合电路中的所有开关,4盏灯都亮。
图12-6 三相负载三角形连接的实验图
③用交流电压表分别测出线电压UAB、UBC、UAC,将测量结果记录在表12-2中。
④用交流电流表分别测出线电流IA、IB、IC,和相电流IAB、IBC、ICA,将测量结果记录在表12-2中。
注意事项:
①电路必须经指导教师检查后,才能接通电源。
②电路闭合后,不能用手接触电路及电路中的元件,以免发生触电事故。
③注意电压表应并联在被测电路中;而电流表应串联在被测电路中。
五、数据记录与分析
1.数据记录
表12-1 三相负载的星形连接
表12-2 三相负载三角形连接
2.分析实验结果,可以得出什么结论？
六、思考题
1.三相负载作星形连接,负载对称时,中性线可省去,而负载不对称时,不能省去中性线,为什么？
2.照明电路供电通常采用三相四线制,如果是三相对称照明负载,可否省去中性线,为什么？