关于三相交流电路的仿真实验
庄烨 9
摘要：在Multisim中建立三相交流电路，设计实验电路参数，通过软件所提供的仪表进行仿真实验，处理实验数据，进行实验分析，研究三相交流电路的特性。
关键词：三相交流电路、星形连接、中线、三角形连接。
引言：在Multisim仿真软件中进行模拟实验，很好的避开了实验室中场地、设备、数量的限制，如同实验操作台的界面很好的展示实验数据，更方便对三相交流电路的分析，使实验的结果更加清晰的展现出来。
实验目的
学习三相交流电路负载的星形与三角形连接方法。
进一步了解三相交流电路星形与三角形连接时，对称、不对称的线、相电压及线、相电流的关系。
加深理解中线在三相电路星形连接中的重要性。
实验原理
在三相电源对称的情况下，三相负载可以接成星形（Ｙ接)或三角形(△接)。三相四线制电源的电压值一般是指线电压的有效值。如“三相380V 电源”是指线电压380V，其相电压为220V；而“三相220V电源”则是指线电压220V，其相电压为127V。
1. 负载作Y形联接
当负载采用三相四线制(Yo)联接时，即在有中线的情况下，不论负载
是否对称，线电压U
l 是相电压UP的3倍，线电流I
l
等于相电流Ip，即
U
1=Up
3，I1=I p
当负载对称时，各相电流相等，流过中线的电流Io＝0，所以可以省去中线。
若三相负载不对称而又无中线(即三相三线制Y接)时，UP≠1/3U
l
，负载的三个相电压不再平衡，各相电流也不相等，致使负载轻的那一相因相电压过高而遭受损坏，负载重的一相也会因相电压过低不能正常工作。
所以，不对称三相负载作Y联接时，必须采用三相四线制接法，即Yo 接法，而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。
2. 负载作△形联接
当三相负载作△形联接时，不论负载是否对称，其相电压均等于线电
压，即U
l ＝U
p
；若负载对称时，其相电流也对称，相电流与线电流之间的
关系为：I
l
＝3Ip；
若负载不对称时，相电流与线电流之间不再是3关系即：I
l
≠3Ip
当三相负载作△形联接时，不论负载是否对称，只要电源的线电压U
l
对称，加在三相负载上的电压U
p
仍是对称的，对各相负载工作没有影响。如图连接实验电路，示波器显示如下图，判断相序。
Y 型连接有中线负载对称
如图连接电路，测出线、相电流及中线电流。
V2
130 V 60 Hz
3PH
S1Key = 1S2Key = 2
S3Key = 3S5
Key = 5S6Key = 6
U1
AC 1e-009W 0.269
A
+-
U2
AC 1e-009W 0.269
A
+-
U3
AC 1e-009W
0.269
A
+-S4
Key = Space
U11
AC 1e-0099.581u
A
+-
13
1
3
2
X1
220 V X2
220 V X3
220 V
X4
220 V X5220 V
X6
220 V
4
5
6
7
8
9
10
11
12
连上电压表，分别测出线、相电压及中线电压。
AC 1e-009
Y型连接无中线负载对称
如图连接电路，测出线、相电流及中线电流。
连上电压表，分别测出线、相电压及中线电压。
AC 10M
Y型连接有中线负载不对称
如图连接电路，测出线、相电流及中线电流。
连上电压表，分别测出线、相电压及中线电压。
AC 1e-009
Y型连接无中线负载不对称
如图连接电路，测出线、相电流及中线电流。
连上电压表，分别测出线、相电压及中线电压。
AC 10M
Y型连接
三角形连接负载对称
如图连接电路，测出线、相电流。
W
Key = 6
连上电压表，分别测出线、相电压。
W
Key = 6
三角型连接负载不对称
如图连接电路，测出线、相电流。
W
Key = 6
连上电压表，分别测出线、相电压及中线电压。
W
Key = 6
实验结果及分析
三相星形负载的三相电路中，不论三相负载对称与否，三相负载电压都是相等的，线电压约是相电压的√3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。三相星形负载的三相电路中，线电压约是相电压的√3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。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√3倍；当三相负载不对称时，三相负载电流不再对称。
