R、L、C串聯諧振電路的研究
一.實驗目的
1.練習三相負載的星形聯接和三角形聯接;
2.了解三相電路線電壓與相電壓,線電流與相電流之間的關系;
3.了解三相四線制供電系統中,中線的作用;
4.觀察線路故障時的情況。
二.原理說明
電源用三相四線制向負載供電,三相負載可接成星形(又稱‘Y’形)或三角形(又稱‘Δ’形)。
當三相對稱負載作‘Y’形聯接時,線電壓UL是相電壓UP的倍,線電流IL等于相電流IP,即:,流過中線的電流IN=0;作‘Δ’形聯接時,線電壓UL等于相電壓UP,線電流IL是相電流IP的倍,即:?
不對稱三相負載作‘Y’聯接時,必須采用‘YO’接法,中線必須牢固聯接,以保證三相不對稱負載的每相電壓等于電源的相電壓(三相對稱電壓)。若中線斷開,會導致三相負載電壓的不對稱,致使負載輕的那一相的相電壓過高,使負載遭受損壞,負載重的一相相電壓又過低,使負載不能正常工作;對于不對稱負載作‘Δ’ 聯接時,IL≠IP,但只要電源的線電壓UL對稱,加在三相負載上的電壓仍是對稱的,對各相負載工作沒有影響。
本實驗中,用三相調壓器調壓輸出作為三相交流電源,用三組白熾燈作為三相負載,線電流、相電流、中線電流用電流插頭和插座測量。(EEL—ⅤB為三相不可調交流電源)
三.實驗設備?
1.三相交流電源 2.交流電壓表、電流表
3.EEL—17組件或EEL—55組件
四.實驗內容
1.三相負載星形聯接(三相四線制供電)
實驗電路如圖24-1所示,將白熾燈按圖所示,連接成星形接法。用三相調壓器調壓輸出作為三相交流電源,具體操作如下:將三相調壓器的旋鈕置于三相電壓輸出為0V的位置(即逆時針旋到底的位置),然后旋轉旋鈕,調節調壓器的輸出,使輸出的三相線電壓為220V。測量線電壓和相電壓,并記錄數據。(EEL—ⅤB為三相不可調交流電源,輸出的三相線電壓為380V)
(1)在有中線的情況下,測量三相負載對稱和不對稱時的各相電流、中線電流和各相電壓,將數據記入表24-1中,并記錄各燈的亮度。
(2)在無中線的情況下,測量三相負載對稱和不對稱時的各相電流、各相電壓和電源中點N到負載中點Nˊ的電壓UNNˊ,將數據記入表24-1中,并記錄各燈的亮度。
表24—1.1 負載星形聯接實驗數據(EEL—17B組件或EEL—55A)?
中線 連接 |
每相燈數 |
負載相電壓(V) |
電流(A) |
UNNˊ (V) |
亮度比較 A、B、C | |||||||
A |
B |
C |
UA |
UB |
UC |
IA |
IB |
IC |
IN | |||
有 |
1 |
1 |
1 |
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1 |
2 |
1 |
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1 |
斷開 |
2 |
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無 |
1 |
斷開 |
2 |
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1 |
2 |
1 |
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1 |
1 |
1 |
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1 |
短路 |
3 |
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表24—1.2 負載星形聯接實驗數據(EEL—17A組件或EEL—55B)?
中線 連接 |
每相燈數 |
負載相電壓(V) |
電流(A) |
UNN (V) |
亮度比較 A、B、C | |||||||
A |
B |
C |
UA |
UB |
UC |
IA |
IB |
IC |
IN | |||
有 |
1 |
1 |
1 |
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1 |
2 |
1 |
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1 |
斷開 |
2 |
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無 |
1 |
斷開 |
2 |
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1 |
2 |
1 |
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1 |
1 |
1 |
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2.三相負載三角形聯接
實驗電路如圖24-2所示,將白熾燈按圖所示,連接成三角形接法。調節三相調壓器的輸出電壓,使輸出的三相線電壓為220V。測量三相負載對稱和不對稱時的各相電流、線電流和各相電壓,將數據記入表24-2中,并記錄各燈的亮度。(EEL—ⅤB為三相不可調交流電源,輸出的三相線電壓為380V)
表24—2.1 負載三角形聯接實驗數據(EEL—17B組件或EEL—55A)
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每相燈數 |
相電壓(V) |
線電流(A) |
相電流(A) |
亮度比 較 | ||||||||
A-B |
B-C |
C-A |
UAB |
UBC |
UCA |
IA |
IB |
IC |
IAB |
IBC |
ICA | ||
1 |
1 |
1 |
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1 |
2 |
3 |
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表24—2.2 負載三角形聯接實驗數據(EEL—17A組件或EEL—55B)
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每相燈數 |
相電壓(V) |
線電流(A) |
相電流(A) |
亮度比 較 | ||||||||
A-B |
B-C |
C-A |
UAB |
UBC |
UCA |
IA |
IB |
IC |
IAB |
IBC |
ICA | ||
1 |
1 |
1 |
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1 |
2 |
1 |
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五.實驗注意事項
1.每次接線完畢,同組同學應自查一遍,然后由指導教師檢查后,方可接通電源,必須嚴格遵守先接線,后通電;先斷電,后抓線的實驗操作原則。?
2.星形負載作短路實驗時,必須首先斷開中線,以免發生短路事故。
3.測量、記錄各電壓、電流時,注意分清它們是哪一相、哪一線,防止記錯。
六.預習與思考題
1.三相負載根據什么原則作星形或三角形連接?本實驗為什么將三相電源線電壓設定為220V?
2.三相負載按星形或三角形連接,它們的線電壓與相電壓、線電流與相電流有何關系?當三相負載對稱時又有何關系?
3.說明在三相四線制供電系統中中線的作用,中線上能安裝保險絲嗎?為什么??
七.實驗報告要求?
1.根據實驗數據,在負載為星形連接時, 在什么條件下成立?在三角形連接時, 在什么條件下成立?
2.用實驗數據和觀察到的現象,總結三相四線制供電系統中中線的作用;
3.不對稱三角形聯接的負載,能否正常工作?實驗是否能證明這一點?
根據不對稱負載三角形聯接時的實驗數據,畫出各相電壓、相電流和線電流的相量圖,并證實實驗數據的正確性。
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