仿真实验五 三相电路的仿真实验 上海电力

实验五 三相电路的仿真实验

一、 电路课程设计的目的

（1）熟练掌握三相电路的特点以及电源和电压的三角形和星形变化之间的关系；

（2）通过模拟实验验证二瓦特计法测量三相电路的有功功率，加深对于三项电路的理解和巩固如何测量三相电路的有功功率;

（3）进一步强化学习Multisim 仿真软件的使用，锻炼自学能力，实践能力。

二、实验原理及实例 对称三相电路：由三相交流电源供电的电路。简称三相电路。3个频率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦电压源所构成的三相电源供电并且负载也为对称三项负载的电路成为对称三相电路。

三相负载连接：

星形连接时，线电流等于相电流，线电压是相电压的3倍，相位超前相电压︒30； 三角形连接时，线电压等于相电压，线电流是相电流的3倍，相位滞后相电流︒30。 二瓦特计法：在一个三相系统中,任何一相都可以成为另一相的参考点(或基准点)。如果将三相中的某一相作为参考点，就可以用两只瓦特计测量整个三相系统的功率。 仿真实验原理电路：

如右图，已知1W 的读数为219.915W,

2W 的读数为308.065W,求电路中的有功功率。

理论计算过程：

由题目及由图可知，错误！未找到引用源。b I 作为基准点所在电流，为典型的二瓦特计法测功率，

因为：W W W W 065.308,915.21921==

则根据公式：980.527065.308915.21921=+=+=W W P 有功

图5—1

三、仿真设计步骤：

1.根据要求设计电路；

2.对设计出来的电路原理图进行理论分析和运算；

3.对设计的电路用软件进行仿真模拟；

4.观察仿真结果，与理论值进行比较；

5.对结果进行分析，作出小结。

四、仿真实验电路及仿真结果

1、两表法侧功率的仿真电路图如下所示：

图5—2

如图，功率表1,3为两表法测三相电路电功率，功率表2测对称三相电路中一相的功率；三个功率表的读数分别如下：

图5—3

1）量表法测出该电路的有功功率：

W

W P 451.1294083.661368.633=+=有功

2）由功率表2的测量结果可得，电路的有功功率： W

W P 987.1293329.4313=⨯=有功

3）实验结果与误差分析： 在这次模拟实验中，通过测量三相电路的有功功率，验证了两表法测功率的准确性，从数据上来看，存在着±0.01的误差，但考虑到在数据处理过程中，对P 存在着“四舍五入”的化简情况，而且误差在允许范围之内，所以依然可以验证出二瓦特计法侧功率的正确性。

2、三角形连接时，验证三角形连接时，线电压等于相电压，线电流是相电流的3倍，相位滞后相电流︒30，设计仿真电路图如下：

由电路图易得线电压等于相电压，如图用示波器分别测出相电流和线电流，得到如下所示波形：

通道A 为线电流波形，通道B 为相电流波形，由波形图可得，线电流滞后相电流 ︒=⨯⨯⨯︒=∆=∆-11.306010394.13603603tf ϕ

1T 时，线电流达到峰值，为5.088，则A A I l 9375.23088.5==

2T 时，相电流达到峰值，为2.937，则A A I ph 6957.13

937.2== 则3732.16957.19375.2===A

A I I ph l 三角形连接时，线电压等于相电压，线电流是相电流的3倍，相位滞后相电流︒30这一结论得到验证。

五、仿真实验小结

（1）通过本次试验，我加强了对三相电路的结构以及如何利用功率表测量有功功率的记掌握，而且在实验中了解掌握了功率表接法。

（2）这一个简单实验让我对这一款软件更熟悉。

（3）如果将仿真实验电路改成星形负载，我们也可以通过将三角形负载转化成星形负载来仿真，其结果应该是一致的。