实验六  三相电路仿真实验
一、实验目的
1、熟练运用Multisim正确连接电路，对不同联接情况进行仿真；
2、对称负载和非对称负载电压电流的测量，并能根据测量数据进行分析总结;
3、加深对三相四线制供电系统中性线作用的理解。
4、掌握示波器的连接及仿真使用方法。
5、进一步提高分析、判断和查故障的能力.
二、实验仪器
1．PC机一台    2．Multisim软件开发系统一套
三、实验要求
1．绘制出三相交流电源的连接及波形观察
２.学习示波器的使用及设置。
3．仿真分析三相电路的相关内容。
４.掌握三瓦法测试及二瓦法测试方法
四、原理与说明
1、负载应作星形联接时，三相负载的额定电压等于电源的相电压.这种联接方式的特点是三相负载的末端连在一起，而始端分别接到电源的三根相线上。
2、负载应作三角形联接时,三相负载的额定电压等于电源的线电压。这种联接方式的特点是三相负载的始端和末端依次联接，然后将三个联接点分别接至电源的三根相线上.
3、电流、电压的“线量”与“相量”关系
测量电流与电压的线量与相量关系，是在对称负载的条件下进行的。画仿真图时要注意。
负载对称星形联接时，线量与相量的关系为：
（1)        （2）
负载对称三角形联接时,线量与相量的关系为：
（1)          (2）
4、星形联接时中性线的作用
三相四线制负载对称时中性线上无电流，不对称时中性线上有电流。中性线的作用是能将三相电源及负载变成三个独立回路,保证在负载不对称时仍能获得对称的相电压。
如果中性线断开，这时线电压仍然对称，但每相负载原先所承受的对称相电压被破坏，各相负载承受的相电压高低不一，有的可能会造成欠压，有的可能会过载。
五、实验内容及参考实验步骤
（一）、建立三相测试电路如下:
图1  三相负载星形联接实验电路图
1．接入示波器：测量ABC三相电压波形。并在下表中绘出图形。
Timebase:_________/DIV      三相电压相位差:φ=__________。
（二)、三相对称星形负载的电压、电流测量
（1）使用Multisim软件绘制电路图1，图中相电压有效值为220V。
（2）正确接入电压表和电流表,J1打开,J2 、J3闭合，测量对称星形负载在三相四线制（有中性线）时各线电压、相电压、相（线)电流和中性线电流、中性点位移电压。记入表1中。
（3）打开开关J2，测量对称星形负载在三相三线制(无中性线）时电压、相电压、相（线）电流、中性线电流和中性点位移电压，记入表1中.
表1  三相对称星形负载的电压、电流
项目
分类
线电压/V
相电压/V
线电流/A
IN’N/A
UN’N/V
UUV
UVW
UWU
UUN
UVN
UWN
IU
IV
IW
负载对称
有中性线
无中性线
（4)根据测量数据分析三相对称星形负载联接时电压、电流“线量”与“相量”的关系。
结论：
（三）、三相不对称星形负载的电压、电流测量
（1）正确接入电压表和电流表，J1闭合，J2 、J3闭合，测量不对称星形负载在三相四线制（有中性线）时各线电压、相电压、相（线）电流和中性线电流、中性点位移电压.记入表2中。
（2）打开开关J2，测量不对称星形负载在三相三线制（无中性线)时各线电压、相电压、相（线）电流、中性线电流和中性点位移电压，记入表2中.
表2  三相不对称星形负载的电压、电流
项目
multisim电流表在哪分类
线电压/V
相电压/V
线电流/A
IN’N/A
UN’N/V
UUV
UVW
UWU
UUN
UVN
UWN
IU
IV
IW
负载不
对称
有中性线
无中性线
（3）根据测量数据分析，说明三相负载不对称时中性线的主要作用，由此得出为什么中性线不允许加装熔断器的原因？
在负载不对称的时候依然获得的对称的相电压。
结论：
(四）、三相电路星形联结测试功率：
1、画出如下图：
2．接入功率表测出每相功率：        ,_________，_________，
总功率P总=          。
3．在B相接入电流表测出IB=        ，计算总功率P总=          。
4．测量相电压____，线电压____，相电压和线电压关系：________.
5、 利用上面电路图，建立二瓦法测试电路并验证总功率
二瓦法接入瓦特表，仿真测出每相功率：Ｐ１＝        ,Ｐ２＝ _________，
总功率P总=          .
(五)、三相对称星形负载故障分析
  （1）三相对称星形负载,将U相断路，即J3打开，J1打开、J2闭合,测量四线制时各线电压、相电压、相（线)电流和中性线电流、中性点位移电压。记入表3中。
  (2）上述负载中,打开开关J2，测量三线制U相断路时各线电压、相电压、相（线）电流和中性线电流、中性点位移电压,记入表3中。
表3  三相对称星形负载故障分析
项目
分类
线电压/V
相电压/V
线电流/A
IN’N/A
UN’N/V
UUV
UVW
UWU
UUN
UVN
UWN
IU
IV
IW
U相断路
有中性线
无中性线
(3）思考：负载对称,星形联接，无中线，若有一相负载发生断路故障，对其余两相负载的影响如何？
测量时如产生微小的误差，这主要是软件本身的原因，这样小的误差对结果并无太大的影响。
六．实验报告要求
1．根据实际操作，详细写出实验步骤。
2．打印并分析各仿真结果。
七．预习要求
1．预习教材中的相关内容。
2．阅读并熟悉本次实验的内容。

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