當您使用三相系統時,在示波器上提供相量圖可以節省設置時間并更快地了解您的系統。
通常,交流電壓或電流以圖形方式表示為電壓或電流對時間的波形。這是傳統的示波器視圖。

三相系統由三個相同頻率的正弦交流電壓和電流組成。在同一軸上繪制 6 個或更多波形會形成一個非常繁忙的圖表。很難辨別有關幅度和相位角的重要信息。電氣工程師很早就意識到了這一點,并采用了一種更簡單的方法。

相量圖表示兩個或多個向量之間的大小和方向關系。由于能夠有效地傳達幅度和相位信息,相量圖在三相電力系統分析中很受歡迎并被廣泛使用。
在示波器上提供相量圖有兩個關鍵優勢:
1. 它提供了一種快速檢查設置的方法
2. 它快速顯示系統中負載的性質
1. 檢查您的設置
相量圖提供了一種快速方法來確保您的探頭方向正確。在三相系統上設置測量可能具有挑戰性。三個或更多電壓探頭必須以正確的極性連接。還必須連接三個或更多電流探頭,并使其箭頭朝向負載。挑戰在于確定正確的極性,而不是電流探頭本身。鉗式電流探頭易于操作。只需將導體放入鉗口并完全合上鉗口即可。電線不需要在開口中居中,如果它以一定角度穿過就可以了。
電機負載是感性的,因此在相量圖中,電壓矢量應該領先于電流矢量。如果相量圖顯示超前電流矢量,則最好檢查測試裝置的連接。這通常是由反向電流鉗引起的。

電流探頭反向連接。注意引導相應電壓矢量的電流矢量


通過反轉電流探頭的方向,可以解決連接問題。請注意,電流矢量現在滯后于相應的電壓矢量,表明電流探頭的正確方向。
2. 了解您的負載
在平衡的三相系統中,三個電壓矢量中的每一個標稱彼此相距 120 度。在平衡系統中,每相負載相同,電流矢量也將彼此分開 120 度。在這個平衡系統中,線電流之和在任何時刻都為零,線間電壓之和也為零。
但實際系統的行為不像教科書系統。三相之間負載阻抗的差異會導致不平衡。這些可能表現為矢量中的不同長度以及電壓和電流矢量之間的不同角度。
相量圖非常適合查看電感或電容負載的影響。對于純電阻負載,電壓和電流將同相,這意味著電壓和電流之間沒有滯后。然而,由于電機本質上是感應的,電流矢量總是滯后于相應的電壓矢量。對于良好的電機驅動設計,該相角保持在電壓和電流相量之間的最小值。

-線(左/上)及其相應的中線(右/下)配置中的典型相量圖。在左圖中,請注意左上角電壓矢量之間的角度(0 度、-120 度和 -119.7 度),表明負載接近平衡。電流矢量滯后于相應的電壓矢量,表明設置連接是準確的。Line-Neutral 配置是從 Line-Line 配置數學推導出來的,不涉及物理連接更改。
結論
相量圖是很好的可視化工具,可幫助您了解三相系統。它們為您的設計提供了良好的整體洞察力,并快速顯示設計更改的效果。