无中线星形联结三相交流调压电路

实验报告课程名称: 电工电子学指导老师: 张伯尧成绩:___ _实验名称:三相交流电路一、实验目的与要求二、实验设备三、实验内容四、实验结果五、心得一、实验目的一、实验目的1.学习三相交流电路中三相负载的连接。

2.了解三相四线制中线的作用。

3、掌握三相电路功率的测量方法。

二、主要仪器设备1、实验电路板2、三相交流电源(220V)3、交流电压表或万用表4、交流电流表5、功率表6、单掷刀开关7、电流插头、插座三、实验内容1、三相负载星形联结按图1接线,图中每相负载采用三只白炽灯,电源线电压为220V。

图11)测量三相四线制电源各电压(注意线电压与相电压的关系)。

U/V U/V U/V U/V U/V U/V217.0218.0 217.0 127.0 127、0 127、3表12)按表2内容完成各项测量,并观察实验中各电灯的亮度。

表中对称负载时为每相开亮三只灯;不对称负载时为U相开亮1只灯,V相开亮2只灯,W相开亮3只灯。

测量值负载情况相电压相电流中线电流中点电压U/V U/V U/V I/A I/A I/A I/A U/V对称负载有中线124 124 124 0、2630、2630、2650 0无中线126、1 126、8 126、5 0、2630、2630、2660 1、1不对称负载有中线124 125 124 0、0920、1760、2660、156 0无中线168 144 77 0、1050、1880、2160 51、9表22、三相负载三角形联结按图2接线。

测量功率时可用一只功率表借助电流插头与插座实现一表两用,具体接法见图3所示。

接好实验电路后,按表3内容完成各项测量,并观察实验中电灯的亮度。

表3中对称负载与不对称负载的开灯要求与表2中相同。

三相负载三角形联结记录数据测量值负载线电流(A) 相电流(A) 负载电压(V) 功率(W) I I I I I I U U U P P对称负0、0、0、0、0、0、211 211 211 106、5 107、2载586 582 586 339 339 344不对称负载0、4140、3010、4930、1180、2270、345215 213 212 84、70 60、45表3四、实验总结1、根据实验数据,总结对称负载星形联结时相电压与线电压之间的数值关系,以及三角形联结时相电流与线电流之间的数值关系。

练习题五1、交流调压电路的控制方式有哪些？2、什么叫过零触发方式？3、单相交流调压的特点有哪些？4、三相交流调压常用的有哪几种接线方式？5、什么叫直流斩波电路？适用场合有哪些？6、简述斩波器的两种工作方式。

7、开关器件的开关损耗大小同哪些因素有关？试以降压式斩波器为例，简要说明斩波器式直流变压器的转换效果。

答案：1、交流调压电路的控制方式：通断控制方式、相位控制方式2、过零触发：使晶闸管交流开关在端电压过零后触发，并借助于负载电流过零时低于维持电流而自然关断，使电路波形为正弦整周期形式，这种方式可以避免高次谐波的产生，减少开关对电源的电磁干扰。

在过零触发方式的基础上使晶闸管交流开关在整个工作过程中导通m周期，关断n周期，以导通周期和关断周期之比改变输出电压，达到对负载调工的目的。

3、①带电阻性负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流波形一致，改变控制角可以改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。

②带电感性负载时，不能用窄脉冲触发，否则当α＜φ时，会发生一个晶闸管无法导通的现象，电流出现很大的直流分量，会烧坏熔断器或晶闸管。

③带大电感性负载时，最小控制角αmin=φ，所以α的移相范围为φ～180°，而带电阻性负载时移相范围为0°～180°。

4、接线方式：星形连接带中性线的三相交流调压电路、晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路、晶闸管反并联的三相三线交流调压电路。

5、直流斩波电路：把固定的直流电压变换成可变直流电压的电路称之为直流斩波电路。

这种电路广泛应用于开关电源及直流电动机驱动装置中，如不间断电源、无轨电车、地铁、蓄电池供电的无级变速机动车及电动汽车传动控制。

6、①脉宽调制工作方式：维持T不变，改变ton；②频率调制工作方式：维持ton不变，改变T。

7、硬开关在开关转换过程中，由于电压、电流均不为零，出现了电压、电流重叠，会导致开关转换损耗的产生。

同时，由于电压和电流变化过快，也会使波形出现明显的过冲，产生开关噪声。

电路实验报告院系软件学院班级学号姓名实验名称三相交流电路电压、电流的测量成绩日期2013.12.05 同组者姓名一、实验目的和要求1 、掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。

2 、充分理解三相四线供电系统中中线的作用。

二、基本原理1 、三相负载可接成星形（又称“Y ”接）或三角形（又称“△”接）。

当三相对称负载作Y 形联接时，线电压U l 是相电压Up 的倍。

线电流I l 等于相电流I p ，即在这种情况下，流过中线的电流I 0 =0 ，所以可以省去中线。

当对称三相负载△形联接时，有，。

2 、不对称三相负载作Y 联接时，必须采用三相四线制接法，即Y 0 接法。

而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。

倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。

尤其是对三相照明负载，不能无条件地一律采用Y 0 接法。

3 、当不对称负载作△接时，，但只要电源的线电压U l 对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。

三、实验步骤1 、三相负载星形联接（三相四线制供电）联接实验线路电路，即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。

将三相调压器的旋柄置于输出为0V 的位置（即逆时针旋到底）。

经检查合格后，开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相电压为220V ，并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压。

记录测得的数据，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。

表（一）开灯盏数线电流（ A ）线电压（V ）相电压（V ）中线电流I 0（ A）中点电压UN0（V）A 相B相C相I A I B I CUABUBCUCAUA0UB0UC0Y 0 接平衡负载Y 接平衡负载Y 0 接不平衡负载Y 接不平衡负载Y 0 接 B 相断开Y 接 B 相断开Y 接 B 相短路2 、负载三角形联接（三相三线供电）改接线路，检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出线电压为220V ，并按表（二）的内容进行测试。

三相变压器的连接组别（星形连接、三角形连接）三相变压器中，三个原边线圈与三相交流电源连接应当由两种解法，即星形连接和三角形0连接。

如下图（a）、（b）所示。

当星形连接（Y形）连接时，首端1U1、1V1、1W1为引出端时，将三相末端1U2、1V2、1W2连接在一起成为中性点，若要把中性点引出，则以“N”标志，接线方式用YN表示。

同样，三个副线圈的连接方式也应当有这两种接法。

三相变压器原、副边绕组都可用星形连接、三角形连接，用星形连接时，中性点可引出，也可不引出，这样原、副边绕组可有如下的组合：Y/Y或Y/Yn；Y/△或Yn/△；△/Y或△/Yn；△/△等连接方式。

但是，这些组合符号不足以完全说明原、副边绕组连接关系的全部情况，还应进一步用时针表示法来说明原、副边绕组间电动势的相位关系。

时钟盘上有两个指针，12个字码，分成12格，每格代表一个钟，一个圆周的角度是360°，故每格式30°。

以短针顺时针的方向计算，例如12点和11点之间应该是30°*11=330°；反过来时针向前转了300°，那必定指示300°/30°=10点。

变压器的连接组别就是用时计的表示方法说明原、副边线电压的相位关系。

三相变压器的一次绕组和二次绕组由于接线方式的不同，线电压间有一定相位差。

以一次线电压作长针，把它固定在12点上，二次侧相应线电压相量作为短针，如果他们相隔330度，则二次线电压相量必定落在330°/30=11点，如右图所示。

如果相差180°，那么二次电压相量必定落在6点上，也就是说这一组三相变压器接线组别属于6点。

Y/Y连接如下图所示，原副边绕组不仅都是Y连接，而且原边和副边都以同极性端作为首端，因此从相量图上可以看出原、副边的电动势是同相位，所以应标记为“12”，即把这种连接标记为Y/Y-12连接组。

新标准用（y，y0）表示在图（b）中原、副边的极性不同，因此同相量图上可以看出原副边的180°相位差，所以应标记为“6”，即这种连接法成为Y/Y-6连接组（新标准用y，y6表示）。

1交流交流变换器自测题【练习题5-1】一调光台灯由单相交流调压电路供电，设该台灯可看作电阻载，在a=0 时输出功率为最大值，试求功率为最大输出功率的80%，50%时的开通角a。

解：a=0 时输出功电压最大，为：Uomax=1此时负载电流最大，为： Iomax=UomaxR=UiR输出功率为最大输出功率的50%，有： U0=又有 U0=Ui sin2a2【练习题5-2】一单相交流调压器，电源为功频220V，阻感串联作为负载，其中R=0.5Ω，L=2mH。

试求：1)开通角a的变化范围 2)负载电流的最大有效值；3)最大输出功率及此时电源侧的功率因数；4)当a=π解：（1）负载抗阻角为：φ=arctanωLR=arctan开通角a的变化范围；φ≤a ≤π 即0.89864 ≤a ≤π（2）（3）当a=φ时，输出电压最大，负载电流也为最大，此时输出功率最大，为：P功率因数为：实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦，即：cosφa= 2时，先假设晶闸管的导通角，由式（4-7）得：sin(解上式可得晶军品管导通角为：θ=2.375=136.1°也可由关系图估计出θ的值。

此时，晶闸管电流有效值为：I=电源的侧功率因数为：λ=RI02于是可得出：λ=RI0【练习题5-3】试从电压波形、功率因数、电源容量、设备重量及控制方式等几方面,分析比较采用晶闸管交流调压与采用自耦调压器的交流调压有何不同?答:晶闸管交流调压电路输出电压的波形是正负半波都被切去一部分的正弦波,不是完整的正弦波,切去部分的大小与延迟角的大小有关。

这种非正弦交流电中包含了高次谐波,会造成干扰,如果不采取措施就会影响其他用电设备的正常工作,这点必须注意。

另外,随着延迟角的增大,功率因数降低,因此,如果输出电流不变,要求电源容量随之增大,这是它的缺点。

但是晶闸管交流调压设备重量轻,控制灵敏，易于实现远方控制和自动调切,这是它的优点。

与此相反,采用自耦调压器的交流调压,输出电压不论高低总是正弦波,不会引起干扰和功率因数降低(不计本身的励磁功率),但它的调节方式是机械方式移动碳刷位置,要实现远方操作和自动调节必须加伺服机构,比较复杂。

三相交流电路电压、电流的分析与测量一、实验目的1．掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法时线、相电压及线、相电流之间的关系。

2．充分理解三相四线供电系统中中线的作用。

二、原理说明1．三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称"△"接，当三相对称负载作Y 形联接时，线电压Ul 是相电压Up 的倍。

线电流Il 等于相电流Ip，即U l＝U p I l＝I p当采用三相四线制接法时，，流过中线的电流I0＝0，所以可以省去中线。

当对称三相负载作△形联接时，有I1=Ip, U1=Up2．不对称三相负载作Y 联接时,必须采用三相四线制接法，即Y0 接法。

而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。

倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。

尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0 接法。

3．当不对称负载作△接时，Il≠Ip，但只要电源的线电压Ul 对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。

三、实验设备及器件序号名称型号与规格数量备注1三相交流电源3Φ0～220V12三相自耦调压器13交流电压1表4 交流电流表15 三相灯组负载40W/220V白炽灯9 DGJ-046 电门插座 3DGJ-04四、实验内容1．三相负载星形联接（三相四线制供电）按图6-3-3-1 线路组接实验电路。

即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源,将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为0V的位置，经指导教师检查后。

方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，按表6-3-3-1数据表格所列各项要求分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流（相电流）、中线电流、电源与负载中点的电压，记录之。

并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。