电工电子学实验报告_实验三_三相交流电路

一、实验目的1.学习三相交流电路中三相负荷的连接。请理解三相四线式中线的作用。掌握三相电路功率测量方法。二、主要设备1.实验电路板2.三相交流电源交流电压表或万用表4.交流电流表5.电力系统6.短枪开关7.电流插头，插槽三、实验内容1.三相负载星形连接按图3-2后，电源线电压为220V的三个白炽灯用于每个相位负载。图3-2三相负载星形连接(1)表3-1中指定的三相四线电源的线路和相电压测量(参见线路电压与相位电压的关系)。UUV/VUVW/VUWU/VUUN/V/vUVN/VUWN/V219218220127127127表3-1(2)按照表3-2完成测量，并在实验中观察每个白炽灯的亮度。如果表格中有对称负载，则每个阶段会打开三个光源。在非对称负载下，u上打开一个光源，v上打开两个光源，w上打开三个光源。测量值负载情况相位电压常电流中线电流中等电压une/vUVN/VUWN/Viu/aIV/AIW/AIN/AUNN/V对称负载有中央线1241241240.2680.2660.2710没有中心线1251251230.2680.2670.2701不对称负载有中央线1261251240.0960.1800.2710.158没有中心线167143780.1090.1920.22150表3-22.三相负载三角形连接按图3-3进行连接。电量表可以使用电流插头和插座来实现两用表，如图3-4所示。连接实验电路后，按照表3-3完成测量，在实验中观察白炽灯的亮度。表中对称和不对称载荷的斜坡要求与表3-2中的要求相同。图3-3三相负载三角形连接图3-4 2瓦特米方法功率测量测量值负载情况线路电流(a)相位电流(a)负载电压(v)电源(w)IU四IWIUV常春藤IWUUUVUVW宇雨P1P2对称载荷0.6000.5930.5980.3480.3450.352213212215-111-109不对称负载0.4280.3130.5080.1240.2340.355220217216-89.8-63.4表3-3四、实验摘要1.实验数据总结了对称负荷星连接时相电压和线电压之间的数值关系，总结了三角形连接时相电流和线电流之间的数值关系。(1)。星形链接：根据表3-1:对于星形连接，如果负载未连接，则线路电压和每个电源的相位电压相同。也就是说，uuv=uvw=uwu=(21219 220)/3=219v；une=uvn=uwn=127 v(在此实验中，这三个电压是通过手动调整获得的)。可计算：219/127=1.7244，即线路电压是相位电压的两倍，也符合理论。根据表3-2:对于星形连接，对称负荷的线路电压保持不变，这是表3-1中的数据。可以认为相位电压为124V(如果有中央线)，如果没有中央线，则分别为125V、125V和123V，因此可以认为是相同的。结果与上述结论相同，如果存在中心线，则219/124=1.7661线电压为相电压的两倍。如果没有中心线(125 123)/3=124.3，219/124.3=1.7619，则线电压是相电压的两倍。总之，无论对称负载星型连接中是否连接负载(此处全部连接或全部不连接)，以及是否存在中心线，线路电压都是相位电压的两倍。(2)。连接三角形非对称负载星根据IU IV IW=IN对称关系，三相电流之间的角度为120，因此根据几何关系绘制了IN，如左图所示，三相四线式(有中心线)电流矢量图。IN在数字大小上与三个相位电流不是线性关系，在角度(相位)上也没有直观的法则。这是因为IN是由三个相电流组成的电流，相互之间为120，是矢量，并且具有直流电路的电流和很多特性，所以将大小和方向结合起来计算是有意义的。中心线的作用：在左图中，在不对称负载星型联接(有中心线)回路中，中间线的电流不为零，因此删除中心线会改变回路的电流流，从而导致相位负荷电压不同(在表3-2中，不对称且没有中心线)，并且某些负荷可能会因电流过多而燃烧。因此，中心线充当每个相电流的电路，并且通过确保每个相负载两端的电压相同(根据表3-2)，可以保证负载的正常运行，而不会受到损害。因此，中心线在星形连接中非常重要，因此通常在生产生活中，星形连接的三相电路具有中心线。2.根据表3-2中的数据，描述了中心线的作用以及按比例绘制连接三相四线式(具有中心线)的不对称负载星的电流矢量图。3.根据表3-3中的电压、电流数据，计算对称、不对称负载三角形连接时的三相总功率，并与2瓦特表方法的测量数据进行比较。根据此实验电路，负载电路是电阻，不影响电流相位，因此功率因素为1，因此p=iu vuuv ivuw uvw iw uvw iw uw根据表3-3，可以获得：对称载荷：计算值p=222.944w测量值p=p1p2=220w差异(222.944-220)/220=1.34%非对称载荷：计算值p=154.738w测量值p=p1p2=153.2w差异(154.738-153.2)/153.2=1.00%(注：电力系统的正值和负值不影响电力的测量，因此计算结果为正值。)，以获取详细信息通过以上计算，通过2功率计测量的功率与通过分别测量各负载电流电压计算的功率非常接近，相差约1%，因此两种方法测量的数据都比较可靠。这还表明该回路中只有负载侧的负荷消耗能量，而电路的其他部分(如导线)几乎没有能量损失。但是，通过上述数据可以分析出两组测量值都比计算值略小。(1)。由于回路中的多个因素可能导致功率因素小于1，电力系统在测量时计算功率因素，计算值为1，因此测量值略小于计算值。(2)虽然存在导致测量结果倾向的特定系统错误，但很难确定导致这些错误的仪表内部因素、电路连接因素等特定因素的原因。(3)。由于存在随机误差，两组测量值都小于计算值，但不太可能。在此实验中，对称负载共有9个光源打开，不对称负载只有6个电源打开，而三角形连接中每个负载的电压相同(也可以在表3-3中看到)，因此每等功率消耗的电力很少，对称负载功率大于不对称负载，因此具有不对称负载功率。这完全由实验设计决定，与对称与否无关。五、经验此次实验是与三相交流电路相关的实验，学习了三相交流电路中三相负载的连接方法，理解了三相四线式中线的作用，掌握了三相电炉中功率的测量方法。这与我们书上学的理论知识很相关，在实验过程中将理论与实践相结合，使我们更好地掌握所学的知识。这次实验内容多，布线也复杂，所以在实验过程中要非常仔细地进行。将线路连接好实验纸上给定的电路后，必须再次检查电路，打开电源，防止因连接错误而造成的仪器损坏。这个实验使用了数百伏的电压，所以实验中必须注意安全，正确检查电路，然后打开电源，如果发生问题，必须先关闭电源，更改连接。另外，这次实验使用的灯很多，拿灯的时候要注意不要打碎。另外，此次实验中需要记录的数据也比较多，但在后续实验数据处理中没有得到充分利用。此