三相交流电路的认识.doc
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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。
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