電工2實驗指導(dǎo)書

1、電工學(xué)實驗指導(dǎo)書機電工程學(xué)院2010年4月目 錄實驗一（1）基爾霍夫定律的驗證2實驗一（2）疊加原理的驗證4實驗二戴維南定理和諾頓定理的驗證7實驗三正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究11實驗四三相交流電路電壓、電流的測量14實驗五三相電路功率的測量17實驗六（1） 三相鼠籠式異步電動機21點動和自鎖控制21實驗六（2） 三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制24實驗一（1）基爾霍夫定律的驗證一、實驗?zāi)康?. 驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。2. 學(xué)會用電流插頭、插座測量各支路電流。二、原理說明基爾霍夫定律是電路的基本定律。測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流

2、定律（KCL）和電壓定律（KVL）。即對電路中的任一個節(jié)點而言，應(yīng)有I0；對任何一個閉合回路而言，應(yīng)有U0。運用上述定律時必須注意各支路或閉合回路中電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。三、實驗設(shè)備同實驗四。四、實驗內(nèi)容實驗線路與實驗四圖4-1相同，用DGJ-03掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理”線路。1. 實驗前先任意設(shè)定三條支路和三個閉合回路的電流正方向。圖4-1中的I1、I2、I3的方向已設(shè)定。三個閉合回路的電流正方向可設(shè)為ADEFA、BADCB和FBCEF。2. 分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令U16V，U212V。3. 熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“、”兩端。4.

3、 將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，讀出并記錄電流值。5. 用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記錄之。被測量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)計算值測量值相對誤差五、實驗注意事項1. 同實驗四的注意1，但需用到電流插座。2所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準(zhǔn)。 U1、U2也需測量，不應(yīng)取電源本身的顯示值。3. 防止穩(wěn)壓電源兩個輸出端碰線短路。4. 用指針式電壓表或電流表測量電壓或電流時， 如果儀表指針反偏，則必須調(diào)換儀表極性，重新測量。此時指針正偏，可讀得電壓或電流值。若用

4、數(shù)顯電壓表或電流表測量，則可直接讀出電壓或電流值。但應(yīng)注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負號應(yīng)根據(jù)設(shè)定的電流參考方向來判斷。六、預(yù)習(xí)思考題1. 根據(jù)圖4-1的電路參數(shù)，計算出待測的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實驗測量時，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。2. 實驗中，若用指針式萬用表直流毫安檔測各支路電流，在什么情況下可能出現(xiàn)指針反偏，應(yīng)如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進行測量時，則會有什么顯示呢？七、實驗報告1. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定節(jié)點A，驗證KCL的正確性。2. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定實驗電路中的任一個閉合回路，驗證KVL的正確性。3. 將支路和

5、閉合回路的電流方向重新設(shè)定，重復(fù)1、2兩項驗證。4. 誤差原因分析。5. 心得體會及其他。實驗一（2）疊加原理的驗證一、實驗?zāi)康尿炞C線性電路疊加原理的正確性，加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。二、原理說明疊加原理指出：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個獨立源單獨作用時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵信號（某獨立源的值）增加或減小K 倍時，電路的響應(yīng)（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備 注1直流穩(wěn)壓電源030V可調(diào)二路2萬用表1自

6、備3直流數(shù)字電壓表0200V14直流數(shù)字毫安表0200mV15迭加原理實驗電路板1DGJ-03四、實驗內(nèi)容實驗線路如圖6-1所示，用DGJ-03掛箱的“基爾夫定律/疊加原理”線路。圖 6-11. 將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為12V和6V，接入U1和U2處。2. 令U1電源單獨作用（將開關(guān)K1投向U1側(cè)，開關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表6-1。表 6-1測量項目實驗內(nèi)容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1單獨作用U2單獨作用U1、U2共同

7、作用2U2單獨作用3. 令U2電源單獨作用（將開關(guān)K1投向短路側(cè)，開關(guān)K2投向U2側(cè)），重復(fù)實驗步驟2的測量和記錄，數(shù)據(jù)記入表6-1。4. 令U1和U2共同作用（開關(guān)K1和K2分別投向U1和U2側(cè)）， 重復(fù)上述的測量和記錄，數(shù)據(jù)記入表6-1。5. 將U2的數(shù)值調(diào)至12V，重復(fù)上述第3項的測量并記錄，數(shù)據(jù)記入表6-1。6. 將R5（330）換成二極管 1N4007（即將開關(guān)K3投向二極管IN4007側(cè)），重復(fù)15的測量過程，數(shù)據(jù)記入表6-2。7. 任意按下某個故障設(shè)置按鍵，重復(fù)實驗內(nèi)容4的測量和記錄，再根據(jù)測量結(jié)果判斷出故障的性質(zhì)。表 6-2測量項目實驗內(nèi)容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(

8、mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1單獨作用U2單獨作用U1、U2共同作用2U2單獨作用五、實驗注意事項1. 用電流插頭測量各支路電流時，或者用電壓表測量電壓降時，應(yīng)注意儀表的極性，正確判斷測得值的、號后，記入數(shù)據(jù)表格。2. 注意儀表量程的及時更換。六、預(yù)習(xí)思考題1. 在疊加原理實驗中，要令U1、U2分別單獨作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？2. 實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管， 試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？七、實驗報告1. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格，進行分析、比較，歸納、總結(jié)實驗結(jié)論，即驗證線性電路的

9、疊加性與齊次性。2. 各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？ 試用上述實驗數(shù)據(jù)，進行計算并作結(jié)論。3. 通過實驗步驟6及分析表格6-2的數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？4. 心得體會及其他。實驗二戴維南定理和諾頓定理的驗證有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定一、實驗?zāi)康?. 驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對該定理的理解。 2. 掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、原理說明1. 任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò)）。戴維南定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯(lián)來等效代替，此

10、電壓源的電動勢Us等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc， 其等效內(nèi)阻R0等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路）時的等效電阻。諾頓定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電流源與一個電阻的并聯(lián)組合來等效代替，此電流源的電流Is等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC，其等效內(nèi)阻R0定義同戴維南定理。Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。 2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法 (1) 開路電壓、短路電流法測R0在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓Uoc，然后再將其輸出端短路，用電流表測其短路電流Isc，則等效

11、內(nèi)阻為 Uoc R0 Isc如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。 (2) 伏安法測R0 用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng) 圖8-1 絡(luò)的外特性曲線，如圖8-1所示。 根據(jù)外特性曲線求出斜率tg，則內(nèi)阻U Uoc R0tg 。 I Isc也可以先測量開路電壓Uoc，再測量電流為額定值IN時的輸出 圖8-2UocUN 端電壓值UN，則內(nèi)阻為 R0 。 IN (3) 半電壓法測R0 如圖8-2所示，當(dāng)負載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓的一半時，負載電阻（由電阻箱的讀數(shù)確定）即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。(4) 零示法測UOC 在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓

12、時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為 圖8-3了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法，如圖8-3所示.。零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進行比 較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時，電壓表的讀數(shù)將為“0”。然后將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓， 即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V12可調(diào)直流恒流源0500mA13直流數(shù)字電壓表0200V14直流數(shù)字毫安表0200mA15萬用表1自備6可調(diào)電阻箱099999.91DGJ-057電位器1K/2W1DGJ-058戴維南定理實驗電路板1

13、DGJ-05 四、實驗內(nèi)容被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖8-4(a)。 (a) 圖8-4 (b)Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc()1. 用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的Uoc、R0和諾頓等效電路的ISC、R0。按圖8-4(a)接入穩(wěn)壓電源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入RL。測出UOc和Isc,并計算出R0。（測UOC時，不接入mA表。）2. 負載實驗按圖8-4(a)接入RL。改變RL阻值，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線。U（v）I（mA）3. 驗證戴維南定理：從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值， 然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調(diào)到步驟“1”時所測得的開路電壓U

14、oc之值）相串聯(lián)，如圖8-4(b)所示，仿照步驟“2”測其外特性，對戴氏定理進行驗證。 U（v）I（mA）4. 驗證諾頓定理：從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值， 然后令其與直流恒流源（調(diào)到步驟“1”時所測得的短路電流ISC之值）相并聯(lián)，如圖8-5所示，仿照步驟“2”測其外特性，對諾頓定理進行驗證。 U（v）I（mA）5. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的直接測量法。見圖8-4（a）。將被測有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨立源置零（去掉電流源IS和電壓源US，并在原電壓源所接的兩點用一根短路導(dǎo)線相連），然后用伏安法或者直接用萬用表的歐姆檔去測定負載RL開路時A、B兩點間的電阻，此即為被測

15、網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0，或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻Ri 。6. 用半電壓法和零示法測量被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0及其開路電壓Uoc。線路及數(shù)據(jù)表格自擬。五、實驗注意事項1. 測量時應(yīng)注意電流表量程的更換。2. 步驟“5”中，電壓源置零時不可將穩(wěn)壓源短接。3. 用萬表直接測R0時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨立源必須先置零，以免損壞萬用表。其次，歐姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進行測量。 圖8-54. 用零示法測量UOC時，應(yīng)先將穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)至接近于UOC，再按圖8-3測量。5. 改接線路時，要關(guān)掉電源。六、預(yù)習(xí)思考題1. 在求戴維南或諾頓等效電路時，作短路試驗，測ISC的條件是什么？在本實驗中可否直接作負載短路實驗？請實驗前對線路8-

16、4(a)預(yù)先作好計算，以便調(diào)整實驗線路及測量時可準(zhǔn)確地選取電表的量程。2. 說明測有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法， 并比較其優(yōu)缺點。七、實驗報告1. 根據(jù)步驟2、3、4，分別繪出曲線，驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性， 并分析產(chǎn)生誤差的原因。2. 根據(jù)步驟1、5、6的幾種方法測得的Uoc與R0與預(yù)習(xí)時電路計算的結(jié)果作比較，你能得出什么結(jié)論。3. 歸納、總結(jié)實驗結(jié)果。4. 心得體會及其他。 實驗三正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究一、實驗?zāi)康?研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系。2. 掌握日光燈線路的接線。3. 理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二、原理說明 圖16-11.

17、在單相正弦交流電路中，用交流電流表測得各支路的電流值， 用交流電壓表測得回路各元件兩端的電壓值，它們之間的關(guān)系滿足相量形式的基爾霍夫定律，即 I0和U0 。2. 圖16-1所示的RC串聯(lián)電路，在正弦穩(wěn)態(tài)信號U的激勵下，UR與UC保持有90的相位差，即當(dāng) 圖16-2R阻值改變時，UR的相量軌跡是一個半園。U、UC與UR三者形成一個直角形的電壓三角形，如圖16-2所示。R值改變時，可改變角的大小，從而達到移相的目的。3. 日光燈線路如圖16-3所示，圖中 A 是日光燈管，L 是鎮(zhèn)流器， S是啟輝器， 圖16-3C 是補償電容器，用以改善電路的功率因數(shù)（cos值）。有關(guān)日光燈的工作原理請自行翻閱有關(guān)

18、資料。 三、實驗設(shè)備 序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1交流電壓表0500V12交流電流表5A13功率表1（DGJ-07）4自耦調(diào)壓器15鎮(zhèn)流器、啟輝器與40W燈管配用各1DGJ-046日光燈燈管40W1屏內(nèi)7電容器1F,2.2F,4.7F/500V各1DGJ-058白熾燈及燈座220V，15W13DGJ-049電流插座3DGJ-04圖 17-3四、實驗內(nèi)容1. 按圖16-1 接線。R為220V、15W的白熾燈泡，電容器為4.7F/450V。 經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通實驗臺電源， 將自耦調(diào)壓器輸出( 即U)調(diào)至220V。記錄U、UR、UC值，驗證電壓三角形關(guān)系。測 量 值計 算 值U（V）UR（V）U

19、C（V）U（與UR，UC組成Rt）（U=）U=UU（V）U/U（%）2. 日光燈線路接線與測量。 圖16-4按圖16-4接線。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后接通實驗臺電源，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出，使其輸出電壓緩慢增大，直到日光燈剛啟輝點亮為止，記下三表的指示值。然后將電壓調(diào)至220V，測量功率P， 電流I， 電壓U，UL，UA等值，驗證電壓、電流相量關(guān)系。測 量 數(shù) 值計算值P(W)CosI(A)U(V)UL(V)UA(V)r()Cos啟輝值正常工作值3. 并聯(lián)電路電路功率因數(shù)的改善。按圖16-5組成實驗線路。經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后，接通實驗臺電源，將自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V，記錄功率表、電壓表讀數(shù)。通過一只電

20、流表和三個電流插座分別測得三條支路的電流，改變電容值，進行三次重復(fù)測量。數(shù)據(jù)記入下頁表中。五、實驗注意事項1. 本實驗用交流市電220V，務(wù)必注意用電和人身安全。 2. 功率表要正確接入電路。 3. 線路接線正確，日光燈不能啟輝時， 應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。ic 圖16-5電容值測 量 數(shù) 值計 算 值(F)P(W)COSU(V)I（A）IL(A)IC(A)I(A)Cos012.24.7六、預(yù)習(xí)思考題1. 參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。 2. 在日常生活中，當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時， 人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點亮（DGJ-04實驗掛箱上有短接按

21、鈕，可用它代替啟輝器做試驗。）；或用一只啟輝器去點亮多只同類型的日光燈，這是為什么？ 3. 為了改善電路的功率因數(shù)，常在感性負載上并聯(lián)電容器， 此時增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時感性元件上的電流和功率是否改變？4. 提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法， 而不用串聯(lián)法？所并的電容器是否越大越好？七、實驗報告1. 完成數(shù)據(jù)表格中的計算，進行必要的誤差分析。 2. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分別繪出電壓、電流相量圖， 驗證相量形式的基爾霍夫定律。 3. 討論改善電路功率因數(shù)的意義和方法。 4. 裝接日光燈線路的心得體會及其他。實驗四三相交流電路電壓、電流的測量一、實驗?zāi)康?. 掌

22、握三相負載作星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的方法， 驗證這兩種接法下線、相電壓及線、相電流之間的關(guān)系。2. 充分理解三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。二、原理說明1. 三相負載可接成星形（又稱“”接）或三角形(又稱接)。當(dāng)三相對稱負載作Y形聯(lián)接時，線電壓UL是相電壓Up的倍。線電流IL等于相電流Ip，即UL，ILIp在這種情況下，流過中線的電流I00， 所以可以省去中線。當(dāng)對稱三相負載作形聯(lián)接時，有ILIp，ULUp。 2. 不對稱三相負載作Y聯(lián)接時,必須采用三相四線制接法，即Yo接法。而且中線必須牢固聯(lián)接，以保證三相不對稱負載的每相電壓維持對稱不變。倘若中線斷開，會導(dǎo)致三相負載電壓的不對稱，致使負載輕的那

23、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。尤其是對于三相照明負載，無條件地一律采用Y0接法。3. 當(dāng)不對稱負載作接時，ILIp，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。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1交流電壓表0500V12交流電流表05A13萬用表1自備4三相自耦調(diào)壓器15三相燈組負載220V，15W白熾燈9DGJ-046電門插座3DGJ-04四、實驗內(nèi)容1. 三相負載星形聯(lián)接（三相四線制供電）按圖24-1線路組接實驗電路。即三相燈組負載經(jīng)三相自耦調(diào)壓器接通三相對稱電源。將三相調(diào)壓器的旋柄置于輸出為0

24、V的位置（即逆時針旋到底）。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后，方可開啟實驗臺電源，然后調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出，使輸出的三相線電壓為220V，并按下述內(nèi)容完成各項實驗，分別測量三相負載的線電壓、相電壓、線電流、相電流、中線電流、電源與負載中點間的電壓。將所測得的數(shù)據(jù)記入表24-1中，并觀察各相燈組亮暗的變化程度，特別要注意觀察中線的作用。圖24-1表24-1測量數(shù)據(jù)實驗內(nèi)容（負載情況）開燈盞數(shù)線電流（A）線電壓（V）相電壓（V）中線電流I0(A)中點電壓UN0(V)A相B相C相IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0Y0接平衡負載333Y接平衡負載333Y0接不平衡負載123Y接不平衡負載123Y0接B相

25、斷開13Y接B相斷開13Y接B相短路132. 負載三角形聯(lián)接（三相三線制供電）按圖24-2改接線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后接通三相電源，并調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使其輸出線電壓為220V，并按表24-2的內(nèi)容進行測試。 圖24-2表24-2測量數(shù)據(jù)負載情況開 燈 盞 數(shù)線電壓=相電壓（V）線電流（A）相電流（A）A-B相B-C相C-A相UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA三相平衡333三相不平衡123五、實驗注意事項1. 本實驗采用三相交流市電，線電壓為380V， 應(yīng)穿絕緣鞋進實驗室。實驗時要注意人身安全，不可觸及導(dǎo)電部件，防止意外事故發(fā)生。2. 每次接線完畢，同組同學(xué)應(yīng)自查一遍， 然后由指導(dǎo)教

26、師檢查后，方可接通電源，必須嚴格遵守先斷電、再接線、后通電；先斷電、后拆線的實驗操作原則。3. 星形負載作短路實驗時，必須首先斷開中線，以免發(fā)生短路事故。4為避免燒壞燈泡，DGJ-04實驗掛箱內(nèi)設(shè)有過壓保護裝置。當(dāng)任一相電壓245250V時，即聲光報警并跳閘。因此，在做Y接不平衡負載或缺相實驗時，所加線電壓應(yīng)以最高相電壓240V為宜。六、預(yù)習(xí)思考題1. 三相負載根據(jù)什么條件作星形或三角形連接？2. 復(fù)習(xí)三相交流電路有關(guān)內(nèi)容， 試分析三相星形聯(lián)接不對稱負載在無中線情況下，當(dāng)某相負載開路或短路時會出現(xiàn)什么情況？如果接上中線，情況又如何？3. 本次實驗中為什么要通過三相調(diào)壓器將 380V 的市電線電

27、壓降為220V的線電壓使用？七、實驗報告1. 用實驗測得的數(shù)據(jù)驗證對稱三相電路中的關(guān)系。2. 用實驗數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象， 總結(jié)三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。3. 不對稱三角形聯(lián)接的負載，能否正常工作？ 實驗是否能證明這一點？4. 根據(jù)不對稱負載三角形聯(lián)接時的相電流值作相量圖， 并求出線電流值，然后與實驗測得的線電流作比較，分析之。5. 心得體會及其他。實驗五三相電路功率的測量一、實驗?zāi)康?. 掌握用一瓦特表法、 二瓦特表法測量三相電路有功功率與無功功率的方法2. 進一步熟練掌握功率表的接線和使用方法二、原理說明1對于三相四線制供電的三相星形聯(lián)接的負載（即Yo接法），可用一只功率表測量各相的有功

28、功率PA、PB、PC，則三相負載的總有功功率PPAPBPC。這就是一瓦特表法，如圖25-1所示。若三相負載是對稱的，則只需測量一相的功率，再乘以3 即得三相總的有功功率。三 相 負 載圖25-1 圖 25-22. 三相三線制供電系統(tǒng)中，不論三相負載是否對稱，也不論負載是Y接還是接，都可用二瓦特表法測量三相負載的總有功功率。測量線路如圖25-2所示。若負載為感性或容性，且當(dāng)相位差60時，線路中的一只功率表指針將反偏(數(shù)字式功率表將出現(xiàn)負讀數(shù)), 這時應(yīng)將功率表電流線圈的兩個端子調(diào)換（不能調(diào)換電壓線圈端子），其讀數(shù)應(yīng)記為負值。而三相總功率P=P1+P2（P1、P2本身不含任何意義）。除圖25 -2

29、的IA、UAC與IB、UBC接法外，還有IB、UAB與IC、UAC以及IA、UAB與IC、UBC兩種接法。三 相 平 衡 負 載3. 對于三相三線制供電的三相對稱負載，可用一瓦特表法測得三相負載的總無功功率Q，測試原理線路如圖25-3所示。圖示功率表讀數(shù)的倍，即為對稱三相電路總的無功功率。 除了此圖給出的一種連接法（IU、UVW） 外，還有另外兩種連接法，即接成 圖 25-3（IV、UUW）或（IW、UUV）。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1交流電壓表0500V22交流電流表05A23單相功率表2(DGJ-07)4萬用表1自備5三相自耦調(diào)壓器16三相燈組負載220V，15W 白熾燈9

30、DGJ-047三相電容負載1F，2.2F，4.7F/ 500V各3DGJ-05四、實驗內(nèi)容1. 用一瓦特表法測定三相對稱Y0接以及不對稱Y0接負載的總功率P。實驗按圖25-4線路接線。線路中的電流表和電壓表用以監(jiān)視該相的電流和電壓，不要超過功率表電壓和電流的量程。三 相 接 負 載Y0圖 25-4經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通三相電源， 調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出， 使輸出線電壓為220V，按表25-1的要求進行測量及計算。表 25-1負載情況開燈盞數(shù)測量數(shù)據(jù)計算值A(chǔ)相B相C相PA（W）PB（W）PC（W）P（W）Y0接對稱負載333Y0接不對稱負載123首先將三只表按圖25-4接入B相進行測量，然后分別將三只表

31、換接到A相和C相，再進行測量。2. 用二瓦特表法測定三相負載的總功率(1) 按圖25-5接線，將三相燈組負載接成Y形接法。三 相 負 載圖 25-5經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通三相電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出線電壓為220V，按表24-2的內(nèi)容進行測量。(2) 將三相燈組負載改成形接法，重復(fù)(1)的測量步驟， 數(shù)據(jù)記入表25-2中。表 25-2負載情況開燈盞數(shù)測量數(shù)據(jù)計算值A(chǔ)相相相P（W）P（W）P（W）Y接平衡負載333Y接不平衡負載123接不平衡負載123接平衡負載333（3）將兩只瓦特表依次按另外兩種接法接入線路，重復(fù)（1）、（2）的測量。（表格自擬。）3. 用一瓦特表法測定三相對稱星形負載的無功功

32、率，按圖25-6 所示的電路接線。三相對稱負載圖 25-6（）每相負載由白熾燈和電容器并聯(lián)而成，并由開關(guān)控制其接入。檢查接線無誤后，接通三相電源，將調(diào)壓器的輸出線電壓調(diào)到 220V， 讀取三表的讀數(shù)，并計算無功功率Q，記入表25-3。（）分別按V、UUW和W、UV接法，重復(fù)（）的測量，并比較各自的值。表 25-3接法負載情況測量值計算值（）（）（r），（1） 三相對稱燈組（每相開盞）（2） 三相對稱電容器（每相.F）（3） (1)、(2)的并聯(lián)負載，（1） 三相對稱燈組（每相開盞）（2） 三相對稱電容器（每相.F）（3） (1)、(2)的并聯(lián)負載，（1） 三相對稱燈組（每相開盞）（2） 三相對

33、稱電容器（每相.F）（3） (1)、(2)的并聯(lián)負載五、實驗注意事項1. 每次實驗完畢，均需將三相調(diào)壓器旋柄調(diào)回零位。 每次改變接線，均需斷開三相電源，以確保人身安全。六、預(yù)習(xí)思考題1. 復(fù)習(xí)二瓦特表法測量三相電路有功功率的原理。2. 復(fù)習(xí)一瓦特表法測量三相對稱負載無功功率的原理。3. 測量功率時為什么在線路中通常都接有電流表和電壓表？七、實驗報告1. 完成數(shù)據(jù)表格中的各項測量和計算任務(wù)。 比較一瓦特表和二瓦特表法的測量結(jié)果。2. 總結(jié)、分析三相電路功率測量的方法與結(jié)果。3. 心得體會及其他。實驗六（1） 三相鼠籠式異步電動機 點動和自鎖控制一、實驗?zāi)康?. 通過對三相鼠籠式異步電動機點動控制

34、和自鎖控制線路的實際安裝接線，掌握由電氣原理圖變換成安裝接線圖的知識。 2.通過實驗進一步加深理解點動控制和自鎖控制的特點二、原理說明 1. 繼電接觸控制在各類生產(chǎn)機械中獲得廣泛地應(yīng)用，凡是需要進行前后、上下、左右、進退等運動的生產(chǎn)機械，均采用傳統(tǒng)的典型的正、反轉(zhuǎn)繼電接觸控制。 交流電動機繼電接觸控制電路的主要設(shè)備是交流接觸器，其主要構(gòu)造為： (1) 電磁系統(tǒng)鐵心、吸引線圈和短路環(huán)。 (2) 觸頭系統(tǒng)主觸頭和輔助觸頭，還可按吸引線圈得電前后觸頭的動作狀態(tài)，分動合（常開）、動斷（常閉）兩類。 (3) 消弧系統(tǒng)在切斷大電流的觸頭上裝有滅弧罩，以迅速切斷電弧。 (4) 接線端子，反作用彈簧等。 2.

35、 在控制回路中常采用接觸器的輔助觸頭來實現(xiàn)自鎖和互鎖控制。要求接觸器線圈得電后能自動保持動作后的狀態(tài)，這就是自鎖，通常用接觸器自身的動合觸頭與起動按鈕相并聯(lián)來實現(xiàn)，以達到電動機的長期運行，這一動合觸頭稱為“自鎖觸頭”。使兩個電器不能同時得電動作的控制，稱為互鎖控制，如為了避免正、反轉(zhuǎn)兩個接觸器同時得電而造成三相電源短路事故，必須增設(shè)互鎖控制環(huán)節(jié)。為操作的方便，也為防止因接觸器主觸頭長期大電流的燒蝕而偶發(fā)觸頭粘連后造成的三相電源短路事故，通常在具有正、反轉(zhuǎn)控制的線路中采用既有接觸器的動斷輔助觸頭的電氣互鎖，又有復(fù)合按鈕機械互鎖的雙重互鎖的控制環(huán)節(jié)。 3. 控制按鈕通常用以短時通、斷小電流的控制回

36、路，以實現(xiàn)近、 遠距離控制電動機等執(zhí)行部件的起、?；蛘?、反轉(zhuǎn)控制。按鈕是專供人工操作使用。對于復(fù)合按鈕，其觸點的動作規(guī)律是：當(dāng)按下時，其動斷觸頭先斷，動合觸頭后合；當(dāng)松手時，則動合觸頭先斷，動斷觸頭后合。 4. 在電動機運行過程中，應(yīng)對可能出現(xiàn)的故障進行保護。 采用熔斷器作短路保護，當(dāng)電動機或電器發(fā)生短路時，及時熔斷熔體，達到保護線路、保護電源的目的。熔體熔斷時間與流過的電流關(guān)系稱為熔斷器的保護特性，這是選擇熔體的主要依據(jù)。 采用熱繼電器實現(xiàn)過載保護，使電動機免受長期過載之危害。其主要的技術(shù)指標(biāo)是整定電流值，即電流超過此值的20時，其動斷觸頭應(yīng)能在一定時間內(nèi)斷開，切斷控制回路，動作后只能由人工

37、進行復(fù)位。 5. 在電氣控制線路中，最常見的故障發(fā)生在接觸器上。 接觸器線圈的電壓等級通常有220V和380V等，使用時必須認請，切勿疏忽，否則，電壓過高易燒壞線圈，電壓過低，吸力不夠，不易吸合或吸合頻繁，這不但會產(chǎn)生很大的噪聲，也因磁路氣隙增大，致使電流過大，也易燒壞線圈。此外，在接觸器鐵心的部分端面嵌裝有短路銅環(huán)，其作用是為了使鐵心吸合牢靠，消除顫動與噪聲，若發(fā)現(xiàn)短路環(huán)脫落或斷裂現(xiàn)象，接觸器將會產(chǎn)生很大的振動與噪聲。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1三相交流電源220V2三相鼠籠式異步電動機DJ2413交流接觸器1D61-24按 鈕 2D61-25熱繼電器D9305d1D61-26

38、交流電壓表0500V7萬用電表自備四、實驗內(nèi)容認識各電器的結(jié)構(gòu)、圖形符號、接線方法；抄錄電動機及各電器銘牌數(shù)據(jù)；并用萬用電表檔檢查各電器線圈、觸頭是否完好。鼠籠機接成接法；實驗線路電源端接三相自耦調(diào)壓器輸出端U、V、W，供電線電壓為220V。1. 點動控制按圖29-1點動控制線路進行安裝接線，接線時，先接主電路，即從220v三相交流電源的輸出端U、V、W開始，經(jīng)接觸器KM的主觸頭，熱繼電器FR的熱元件到電動機M的三個線端A、B、C，用導(dǎo)線按順序串聯(lián)起來。主電路連接完整無誤后，再連接控制電路，即從220V三相交流電源某輸出端(如V)開始，經(jīng)過常開按鈕SB1、接觸器KM的線圈、熱繼電器FR的常閉觸

39、頭到三相交流電源另一輸出端(如W)。顯然這是對接觸器KM線圈供電的電路。 圖29-1 接好線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進行通電操作。(1) 開啟控制屏電源總開關(guān)，按啟動按鈕，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出，使輸出線電壓為220V。(2) 按起動按鈕SB1，對電動機M進行點動操作，比較按下SB1與松開SB1電動機和接觸器的運行情況。（3）實驗完畢，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路三相交流電源。 2. 自鎖控制電路按圖29-2所示自鎖線路進行接線，它與圖29-1的不同點在于控制電路中多串聯(lián)一只常閉按鈕SB2，同時在SB1上并聯(lián)1只接觸器KM的常開觸頭，它起自鎖作用。接好線路經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進行通電操作。 (1

40、) 按控制屏啟動按鈕，接通220V三相交流電源。(1) 按起動按鈕SB1，松手后觀察電動機M是否繼續(xù)運轉(zhuǎn)。 圖29-2(2) 按停止按鈕SB2，松手后觀察電動機M是否停止運轉(zhuǎn)。(4) 按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路三相電源，拆除控制回路中自鎖觸頭KM，再接通三相電源，啟動電動機，觀察電動機及接觸器的運轉(zhuǎn)情況。從而驗證自鎖觸頭的作用。 實驗完畢，將自耦調(diào)壓器調(diào)回零位，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路的三相交流電源。五、實驗注意事項 1. 接線時合理安排掛箱位置，接線要求牢靠、整齊、清楚、安全可靠。 2. 操作時要膽大、心細、謹慎，不許用手觸及各電器元件的導(dǎo)電部分及電動機的轉(zhuǎn)動部分，以免觸電及意外損

41、傷。 3. 通電觀察繼電器動作情況時,要注意安全,防止碰觸帶電部位。六、預(yù)習(xí)思考題 1. 試比較點動控制線路與自鎖控制線路從結(jié)構(gòu)上看主要區(qū)別是什么？從功能上看主要區(qū)別是什么？ 2. 自鎖控制線路在長期工作后可能出現(xiàn)失去自鎖作用。 試分析產(chǎn)生的原因是什么？ 3. 交流接觸器線圈的額定電壓為220V，若誤接到380V 電源上會產(chǎn)生什么后果？反之，若接觸器線圈電壓為380V，而電源線電壓為220V，其結(jié)果又如何？ 4. 在主回路中，熔斷器和熱繼電器熱元件可否少用一只或兩只？ 熔斷器和熱繼電器兩者可否只采用其中一種就可起到短路和過載保護作用？為什么？實驗六（2） 三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制一、實驗

42、目的 1. 通過對三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路的安裝接線， 掌握由電氣原理圖接成實際操作電路的方法。 2. 加深對電氣控制系統(tǒng)各種保護、自鎖、互鎖等環(huán)節(jié)的理解。 3. 學(xué)會分析、排除繼電-接觸控制線路故障的方法。二、原理說明 在鼠籠機正反轉(zhuǎn)控制線路中，通過相序的更換來改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。本實驗給出兩種不同的正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖30-1及30-2，具有如下特點：1. 電氣互鎖 為了避免接觸器KM1（正轉(zhuǎn)）、KM2（反轉(zhuǎn)）同時得電吸合造成三相電源短路，在KM1（KM2）線圈支路中串接有KM1（KM2）動斷觸頭，它們保證了線路工作時KM1、KM2不會同時得電（如圖30-1），以達到電氣互鎖目的。2. 電氣和機械雙重互鎖除電氣互鎖外，可再采用復(fù)合按鈕SB1與SB2組成的機械互鎖環(huán)節(jié)（如圖30-2），以求線路工作更加可靠。3. 線路具有短路、過載、失、欠壓保護等功能。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注