三相交流電實(shí)驗(yàn)

三相交流電的測(cè)試電能是現(xiàn)代化生產(chǎn)、管理及生活的主要能源，電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用等許多環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)叫做電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)目前普遍采用三相交流電源供電，由三相交流電源供電的電路稱(chēng)為三相交流電路。 三相電源的特點(diǎn)是輸出端有三個(gè)， 三個(gè)輸出端輸出頻率相同而相位不同的電壓。組成三相電路的各個(gè)單相部分稱(chēng)為相。讀一讀三相交流電的基本概念1、三相交流電的特點(diǎn)（1）三相交流發(fā)電機(jī)比功率相同的單相交流發(fā)電機(jī)體積小、重量輕、成本低；（2）電能輸送，當(dāng)輸送功率相等、電壓相同、輸電距離一樣，線(xiàn)路損耗也相同時(shí)，用三相制輸電比單相制輸電可大大節(jié)省輸電線(xiàn)有色金屬的消耗量， 即輸電成本較低，三相輸電的用銅量?jī)H為單相輸電用銅量的75%;（3）目前獲得廣泛應(yīng)用的三相異步電動(dòng)機(jī)，是以三相交流電作為電源，它與單相電動(dòng)機(jī)或其它電動(dòng)機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、性能良好和使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。2、三相交流電的產(chǎn)生三相交流電的產(chǎn)生就是指三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生。 三相交流電動(dòng)勢(shì)由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，它是在單相交流發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，如圖，在發(fā)電機(jī)定子（固定不動(dòng)的部分）上嵌放了三相結(jié)構(gòu)完全相同的線(xiàn)圈 U1U2、V1V2、W1W2（通稱(chēng)繞組），這三相繞組在空間位置上各相差120°電角度，分別稱(chēng)為U相、V相和W相。5、V1、W1三端稱(chēng)為首端，U2、V2、W2則稱(chēng)為末端。工廠(chǎng)或企業(yè)配電站或廠(chǎng)房?jī)?nèi)的三相電源線(xiàn)（用裸銅排時(shí)）一般用黃、綠、紅分別代表U、V、W三相。N圖1三相發(fā)電機(jī)原理圖磁極放在轉(zhuǎn)子上，一般均由直流電通過(guò)勵(lì)磁繞組產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的恒定磁場(chǎng)。 當(dāng)轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三相定子繞組即切割轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)而感應(yīng)出三相交流電動(dòng)勢(shì)。 由于三相繞組在空間各相差120°電角度，因此三相繞組中感應(yīng)出的三個(gè)交流電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間上也相差三分之一周期（也就是120°角）。這三個(gè)電動(dòng)勢(shì)的三角函數(shù)表達(dá)式為eU=Emsin?t&=Emsingt-120jN=EmSin（*240：）3、三相交流電（1）相線(xiàn)與中線(xiàn)發(fā)電機(jī)三相繞組的接法如圖所示。將三個(gè)繞組的末端聯(lián)在一起，這個(gè)連接點(diǎn)稱(chēng)為中性點(diǎn)或零點(diǎn)，用N表示。這種連接方法稱(chēng)為Y形連接，如圖2所示。

圖2三相電源Y形連接相線(xiàn)(火線(xiàn)或端線(xiàn))：從三相繞組的始端A、B、C引出的三根導(dǎo)線(xiàn)。中線(xiàn)(中性線(xiàn)或零線(xiàn))：從中性點(diǎn)引出的導(dǎo)線(xiàn)。(2)相電壓與線(xiàn)電壓①相電壓：相線(xiàn)與中線(xiàn)之間的電壓。②線(xiàn)電壓：相線(xiàn)與相線(xiàn)之間的電壓。做一做測(cè)試工作任務(wù)書(shū)測(cè)試名稱(chēng)三相電源的測(cè)試任務(wù)編碼1課時(shí)安排(H)0.5任務(wù)內(nèi)容1、認(rèn)識(shí)三相交流電源；2、用交流電壓表測(cè)量相電壓和線(xiàn)電壓。任務(wù)要求1、正確使用測(cè)試儀表；2、正確測(cè)試電壓等相關(guān)數(shù)據(jù)；3、數(shù)據(jù)分析；4、撰寫(xiě)安裝與測(cè)試報(bào)告。測(cè)試設(shè)備設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)或規(guī)格數(shù)量電工電路綜合實(shí)訓(xùn)臺(tái)1套數(shù)子力用表1塊測(cè)試程序：(1)測(cè)試相線(xiàn)與中線(xiàn)之間的電壓，即相電壓，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表表1相電壓測(cè)量結(jié)果相電壓UanUbnUcn測(cè)量值(2)測(cè)試相線(xiàn)與相線(xiàn)之間的電壓，即線(xiàn)電壓，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表表2線(xiàn)電壓測(cè)試結(jié)果線(xiàn)電壓UabUbcUca測(cè)量值(3)計(jì)算Uab與Uan的數(shù)值關(guān)系等，并填入表表3線(xiàn)電壓與相電壓之間的數(shù)量關(guān)系計(jì)算

計(jì)算內(nèi)容計(jì)算值Uab與Uan的數(shù)值關(guān)系Ubc與Ubn的數(shù)值關(guān)系Uca與Ucn的數(shù)值關(guān)系想一想(1)三相電源的相序是(2)在如圖3中，三相正弦交流電壓的相量圖是(a/b)。Ec*EaEcEEc*EaEcEaEb(b)(a)(b)圖3相量圖(3)三相交流電流的波形圖如圖(3)三相交流電流的波形圖如圖4所示，寫(xiě)出電流表達(dá)式:A= 讀一讀三相電源的Y形聯(lián)接1、三相電源電壓的表示方法(1)三角函數(shù)表示方法三角函數(shù)表達(dá)式 Ua=Emsinwtub=Emsin(wt-120)uc=Emsin(cot+120)三角函數(shù)波形圖如圖5所示。(2)相量表布方法相量表達(dá)式(2)相量表布方法相量表達(dá)式UA=U.0=UUB=UB=U/-120二U(-2.j3\T)1 .3Uc=U.120=U(j——)2 2相量圖如圖6所示。2、相電壓與線(xiàn)電壓之間的關(guān)系線(xiàn)電壓與相電壓白^相量圖如圖 7所示。圖6三相電壓相量圖圖圖6三相電壓相量圖圖7三相電源Y形連接時(shí)線(xiàn)電壓與相電壓相量圖(1)數(shù)量關(guān)系：U線(xiàn)=J3U相30°。(2)30°。3、三相三線(xiàn)制三相電源的三相三線(xiàn)制如圖8所示。在一般情況下，三相三線(xiàn)制只適用于三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載電路。圖8三相電源的三相三線(xiàn)制做一做測(cè)試工作任務(wù)書(shū)測(cè)試名稱(chēng)三相負(fù)載的Y形聯(lián)接的測(cè)試任務(wù)編碼4-2課時(shí)安排（H）0.5任務(wù)內(nèi)容1、三相負(fù)載Y形聯(lián)接方式；2、測(cè)量三相平衡負(fù)載時(shí)的相電壓、線(xiàn)電壓、相電流及線(xiàn)電流；3、測(cè)量三相不平衡負(fù)載時(shí)的相電壓、線(xiàn)電壓、相電流及線(xiàn)電流；4、計(jì)算阻抗及三相功率。任務(wù)要求1、正確使用測(cè)試儀表；2、正確測(cè)試電壓及電流等相關(guān)數(shù)據(jù)；3、數(shù)據(jù)分析；4、撰寫(xiě)安裝與測(cè)試報(bào)告。測(cè)試設(shè)備設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)或規(guī)格數(shù)量電工電路綜合實(shí)訓(xùn)臺(tái)1套交流電壓表1只交流電流表1只數(shù)子力用表1塊測(cè)試電路iA N,A 十U UA I--I|Za|NUB十UC3十三圖9測(cè)試電路電路說(shuō)明：（1）二相平衡負(fù)載： Za=Zb=Zc=交流燈泡（12V/5W）;（2）二相小平衡Za#ZbrZcZa升-個(gè)燈泡、Zb為二個(gè)燈泡串聯(lián)、Zb為三個(gè)燈泡串聯(lián)。測(cè)試程序:（1）三相平衡負(fù)載電路的測(cè)試①按如圖9所示電路，進(jìn)行電路安裝。每相負(fù)載為交流照明燈泡（ 12V/20W）,交流電源的相電壓為12V,頻率為50Hz;TOC\o"1-5"\h\z②測(cè)試每相的相電壓及線(xiàn)電壓，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表 4中。③測(cè)試每相的相電流及線(xiàn)電流，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表 4中。④測(cè)試中線(xiàn)電流，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表 4中。表4測(cè)量結(jié)果相電壓（V）線(xiàn)電壓（V）相電流（A）線(xiàn)電流（A）UaUABIAIabUbUbcIbIbc

UcUcaIcICA中線(xiàn)電流⑤計(jì)算阻抗及三相功率，將計(jì)算結(jié)果填入表表5計(jì)算結(jié)果阻抗（建）視在功率（VA）有功功率(W)無(wú)功功率（Var)ZaSaPaQaZbSbPbQbZcScPcQc三相功率spQ（2）三相不平衡負(fù)載電路的測(cè)試TOC\o"1-5"\h\z①按如圖所示電路，進(jìn)行電路安裝。三相負(fù)載為電阻性負(fù)載，其中A相為一個(gè)燈泡（12V/20W）、B相為二個(gè)燈泡串聯(lián)、C相為三個(gè)燈泡串聯(lián)，交流電源的相電壓為 12V,頻率為50Hz;②測(cè)試每相的相電壓及線(xiàn)電壓，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表 6中。③測(cè)試每相的相電流及線(xiàn)電流，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表 6中。④測(cè)試中線(xiàn)電流，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表 6中。表6測(cè)量結(jié)果相電壓（V）線(xiàn)電壓（V）相電流（A）線(xiàn)電流（A）UaUABIAIabUbUbcIBIbcUcUcaIcICA中線(xiàn)電流⑤計(jì)算阻抗及三相功率，將計(jì)算結(jié)果填入表 7中。表7計(jì)算結(jié)果阻抗（建）視在功率（VA）有功功率(W)無(wú)功功率（Var)ZaSaPaQaZbSbPbQbZcScPcQc三相功率spqTOC\o"1-5"\h\z