Multisim10中的三相交流电路仿真实验

Multisim仿真实验：三相交流电路

姓名:马骁班级：电气1341 学号：17

一、实验目的

1. 学习用电设备三相供电线路的正确联接方法。了解不正确连接对负载工作的影响，了解三相四线制供电线路中中线的作用。

2.验证三相对称负Y接和△接时，线电压与相电压、线电流和相电流之间的关系。

3.掌握三相不对称负载Y接和△接时，各线电压、相电压、线电流、相电流的变化情况。

二、实验原理

1.三相交流电路主要是由三相电源、三相负载与三线输电线路三部分组成。对称三相电源是由3个同频率、等幅值、初相依次滞后120度的正弦电压源链接成星（Y）形或三角（△）形组成的电源。3个阻抗连接成Y形（或△形）就构成星形（或三角形）负载，只有当3个阻抗相等时，才构成对称三相负载。将三相电源与三相负载连接可形成三相四线制或三相三线制的三线电路。

2. 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。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：

负载对称星形联接时，线量与相量的关系为：

（1）UL=Up （2）IL=Ip

负载对称三角形联接时，线量与相量的关系为：

（1）UL=Up （2）IL=Ip

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。

四、实验内容与结果分析

1.制作星形三相四线制电路

2.三相四线制星形（Y）负载的三相电路仿真实验

搭建如图（1）所示的三相四线制星形（Y）对称负载的三相仿真电路图。打开仿真开关，将测出的电路的电压、电流的数据填入下表。

改变电路中A相负载阻抗，是三相电路的负载不对称，如图（2）所示。打开仿真开关，观察电路中电压、电流的有何变化，将测出的电路的电压、电流的数据填入下表。

图（1）

图（2）

三相四线制星形（Y）负载的三相电路仿真实验数据表

（单位：电压（V）、电流（A））测量项目V ab V bc V ca V a V b V c V NN′I a I b I c I N 对称负载

不对称负

载

3.三相三线制星形（Y）负载的三相电路的仿真实验

搭建如图（3）所示的三相三线制星形（Y）对称负载的三相实验电路图。打开仿

真开关，将测出的电路的电压、电流的数据填入下表。

改变电路中A相负载阻抗，是三相电路的负载不对称，如图（4）所示。打开仿真开关，观察电路中电压、电流的有何变化，将测出的电路的电压、电流的数据填入下表。

图（3）

图（4）

三相三线制星形（Y）负载的三相电路的仿真实验数据表

（单位：电压（V）、电流（A））

测量项V

ab V

bc

V

ca

V

a

V

b

V

c

V

NN′

I

a

I

b

I

c

I

N

4.三角形负载三相电路仿真实验

在实验电路工作去分别搭建三角形对称负载的三相仿真实验和三角形不对称负载三项方针实验电路，分别如图（5）图（6）所示。将实验电路中电压表、电流表测量的数据填入下表，并分析三角形对称负载的三相电路和三角形不对称负载三相电路的基本特性。

三角形负载三相电路仿真实验数据表

（单位：电压（V）、电流（A））

图（5）

图（6）

三角形负载三相电路仿真实验数据表

5. 实验结果分析

1.由表1知道：三相四线制星形（Y）负载的三相电路中，不论三相负载对称与否，三相负载电压都是相等的，且线电压约为380V，相电压约为220V，线电压

是相电压的倍。当三相负载对称时，中线电流位零，且各相的线电流相等；当三线负载不对称是，中线电流不再为零，线电流也不再相等，因此，在日常生

活的低压用电，由于三相负载不完全对称，还有一定的中性电流存在，中线线必须保留，假如不保留，不对称的三相负载的三相电压将不相同，过高的相电压可能损坏电气设备。

2.由表2得到：三相三线制星形（Y）负载的三相电路中，线电压约为380相电

压约为220V，线电压是相电压的倍。当三相负载对称时，三相负载电压是对称相等的，且各相的线电流相等；当三相负载不对称时，三相负载电压不再对称且线电流也不再相等。

3.由表3得知：在三角形负载三相电路中，当三相负载对称时，线电流是相电流

的倍；当三相负载不对称时，三相负载电流不再对称。

五、实验总结

1.利用Multisim对三相交流电路电压电流的测量仿真，可以很精确的得到我们理论分析的结果，并且比实践操作更直观简便，实验结果也很精确。同时避免了三相电路实验的危险性。所以今后我们可以利用Multisim来做更多的三相电路实验，既能节约时间，减少损耗，又能达到预期的效果，是进行实验分析很好的途径。

2.三相负载星形接法，对称时，有中线和没有中线是一样的当负载不对称也没有中线时，会使阻抗大的负载的实际相电压高于额定电压而变亮或烧毁，使阻抗小的负载相电压低于额定电压而变暗。均不能正常工作。中线的作用是：在三相不对称时，中线可以让三相负载仍获得对称的相电压而正常工作