Multisim三相电路仿真实验之欧阳歌谷创编

实验六 三相电路仿真实验

欧阳歌谷（2021.02.01）

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、判断和查找故障的能力。

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

欧阳歌谷创编 2021年2月1

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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）UL3UP （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3IP 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：

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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 有中 负载对称 性线 无中 性线 线电压/V UUV UVW UWU 相电压/V UUN UVN UWN IU 线电流/A IN’N/A UN’N/V IV IW （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。

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表2 三相不对称星形负载的电压、电流

项目 分类 负载不 对称 有中性线 无中性线 线电压/V UUV UVW UWU 相电压/V UUN UVN UWN 线电流/A IU IV IW IN’N/A UN’N/V （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：PA，

PB_________，PC_________，

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UA____，线电压UAB____，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＝ _________，

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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 有中 U相断路 性线 无中 性线 线电压/V UUV UVW UWU 相电压/V UUN UVN UWN 线电流/A IU IV IW IN’N/A UN’N/V (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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