电气工程教案-三相交流电路的研究.docVIP

PAGE PAGE 1 三相交流电路的研究 一、实验目的 1. 掌握三相四线制电源的构成和使用方法。 2. 掌握对称三相负载的线电压与相电压、线电流与相电流的关系。 3. 了解中线在供电系统中的作用。 4. 学习三相功率的测量。 二、实验原理 1．负载星形联接（如图4.1.10所示)： IL=IP 当负载对称时： 当负载不对称时： 有中线： 无中线：各相电压有的过高，有的过低，在实验中注意观察。 2．负载三角形联接(如图4.1.11所示)： UL=UP 当负载对称时： 当负载不对称时，各相电流不对称。 3．三相负载接线原则 联接后加在每相负载上的电压应等于其额定值。 4．三相功率的测量 在三相电路中，三相负载消耗的总功率等于各相负载消耗的功率之和。测量三相负载的功率可根据具体情况，分别采用一表法、二表法和三表法。 一表法：适用于三相对称负载。不管Y接或?接，只要能测量其中任一相负载的功率，则三相总功率为该值的三倍。 二表法：适用于三相三线制系统，不管负载对称与否和采用什么接法。 三表法：适用于任何三相负载。只要各相负载的电压电流均可测量。三相四线制系统中只能用三表法测量三相功率，无论负载是否对称。 三、仪器设备 1．电工实验装置 2．功率表 四、实验内容与步骤 1．测量电源电压 本实验采用线电压为220 V的三相交流电源。测量该电源的线电压UAB、UBC、UCA和相电压UAO、UBO、UCO，并记录于表4.1.8中。 表4.1.8 UAO（V） UBO（V） UCO（V） UAB（V） UBC（V） UCA（V） 2．测量Y形接法各种负载情况下的电压、电流 按图4.1.10接线。根据以下4种情况分别测量各线电压、各相电压、各相电流、两中点间电压UOO，记录于表4.1.9中。 （1）Y形对称有中线：每相开3盏灯。 （2）Y形不对称有中线：各相灯数分别为1、2、3盏。观察灯泡亮度有无变化。 （3）Y形对称无中线：除去中线，每相开3盏灯。 （4）星形不对称无中线：各相灯数分别为1、2、3盏，观察灯泡亮度有无变化，有何规律。 OA O A B C O 图4.1.10 Y接电路 A B C 图4.1.11 ?接电路 表4.1.9星形接法数据表 测量项目 工作状态 线电压/V 相电压/V 电流/A UOO/v UAB UBC UCA UAO UBO UCO IA IB IC IO 负载对称 有中线 无中线 负载不对称 有中线 无中线 3．三相功率的测量 （1）在有中线情况下，用三表法测三相负载对称及不对称时的功率，将测量数据记录于表4.1.10中。 （2）在无中线情况下，用二表法测三相负载对称及不对称时的功率，将测量数据记录于表4.1.10中。 表4.1.10 测量项目 负载情况 三表法 二表法 PA(W) PB(W) PC(W) ΣP(W) P1(W) P2(W) ΣP (W) 负载对称 负载不对称 *4．设计性实验：三相交流电的相序指示器 现有40 W/220 V的灯泡4个，2 μF/450 V的电容1个，试设计一个三相交流电的相序指示器，要求用灯泡的亮度差异判断A、B、C三相电源的相序。画出该实验的电路图，说明原理，并判断实验台上电源的相序是否正确。 注意：（1）实验台上的线电压是380 V，灯泡的耐压是250 V，将两个灯泡串联可以提高其耐压。不正确的设计可能会损坏灯泡！ （2）将电路图和实验方案交由指导教师审查通过后，方可允许进行实验。 五、预习内容 1．阅读教材中的有关负载两种联接方式和三相四线制中线作用的内容。 2．阅读第2章中有关三相功率的测量方法。 3．根据所测项目，画好记录表格。 六、报告要求 1．根据测试数据，说明对称三相电路中线电压与相电压、线电流与相电流的数量关系。 2．根据实验中观察到的现象，总结中线的作用。 思考题 1．三相不对称负载作星形联接时，为什么要有中线？中线能否装开关或保险？ 2．已知负载的额定电压为 220 V，若电源线电压为 380 V，此时负载应作何种连接？为什么？若电源线电压为 220 V，又应如何连接？ 3．为什么二瓦计法可以测量三相三线制电路中负载所消耗的总功率？测量三相负载的功率时，在什么条件下用二瓦计法或三瓦计法？