三相交流电路的认识.doc

东南大学电工电子实验中心 实 验 报 告 课程名称： 电路与电子线路实验1 第 5次实验 实验名称： 三相交流电路的认识 院 （系）： 专 业： 姓 名： 学 号： 实 验 室: 实验组别： 同组人员： 实验时间： 年 月 日 评定成绩： 审阅教师： 一、实验目的 ①认识三相交流电路，了解交流电路应用 ②熟悉电工实验台电路模块，了解电路的连接方法 ③了解交流电路综合仪表的使用，学习交流电路电流、电压、功率的测量方法，识别三相交流电的相序 ④了解改善功率因素的方法，自行设计电路验证功率因数改善 实验原理 1. 功率因数的概念 在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。 图2 电压矢量图 图2所示的矢量图中，取电流方向为X轴方向，画出各个电压矢量。由于电感的电压矢量太小，在上面的电压矢量图上省略了。 对表1中的实验数据进行处理，以求出R、L、C。实验数据处理的表格如下图2所示： 表2 R-L-C交流电路实验数据处理表 25.1 78.3 27.8 5.0 0 179.8 24.8 -89.5 892.1 0.2 74.3 7.2 30.9 78.3 34.0 6.1 0 179.4 30.3 -89.5 891.2 0.2 74.2 5.9 39.4 78.4 43.6 7.8 0 178.9 38.6 -89.6 885.3 0.2 74.3 4.6 阻抗平均值 179.4 889.5 5.9 因此，电阻R=179.4，电容容抗=889.5，电感感抗=5.9。根据公式，可得C=3.6μF；根据公式，可得L=18.8mH。 交流电路功率因数补偿 交流电路功率因数补偿的电路设计如下图3所示： 图3 功率因数补偿电路 在保持其他量不变的情况下，改变电容C的值，可以观察到灯泡先变暗再变亮的现象。实验中测得的数据如下表3所示： 表3 功率因数补偿实验数据表 电容C (μF) 外电路总电压 E (V) 外电路总电流 I (mA) 电压电流的相位差 /o 功率因数cos 0 235.5 156.7 22 0.927 1 235.3 149.0 25 0.906 2 235.9 138.1 29 0.875 3.7 236.1 106.6 27 0.891 4 235.7 101.3 24 0.914 8 235.8 136.0 330 0.866 16 236.3 170.8 347 0.974 24 236.3 174.0 352 0.990 根据表3，可得该电路的功率因数先减小后增大，因此会观察到灯泡先变暗再变亮的现象。 电动机正反转自动切换控制电路设计 电动机正反转自动切换控制电路的设计图如下图4所示，设计中以两只灯泡的亮暗为现象进行观察。 图4 电动机正反转自动切换控制电路 如图所示，当按下启动开关S1后，接触器KM3一直保持接通，使得KM3常开开关一直闭合，从而保证了电路的持续供电。此外，接触器KM2和30s延时器亦接通。接触器KM2接通后，灯L2发亮，直到经过30s延时后，30s常闭开关断开，接触器KM2断开，灯L2停止发亮。同时，经30s延时后，30s常开开关闭合，使得40s延时器和接触器KM1接通。接触器KM1接通后，灯L1发亮，直到经过40s延时后，40s常闭开关断开，30s延时器断开，从而导致30s常开开关恢复常开，接触器KM1断开，灯L1停止发亮。此外，30s延时器断开后，30s常闭开关亦恢复常闭；40s延时器断开后，40s常闭开关亦恢复常闭。于是电路又回到了最初的状态，此时的电路仍然持续供电，因此该电路会不断的重复上述过程，直到按下停止开关S2，接触器KM3断开，电路断电，从而停止一切。