电工中级技能实训(阮友德)第3章.ppt

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1、第3章电气测量技术3.1电气测量技术实训基础3.2电气测量技术实训实训1电感线圈参数的测量实训2三相负载的连接及测量实训3交流法测量变压器组别3.1电气测量技术实训基础3.1.1电阻与电感元件串联的交流电路电阻与电感元件串联的交流电路如图3-1所示,电路的各元件通过同一电流,电流与各个电压的参考方向如图3-1所示,电路分析如下。图3-1电阻与电感元件串联的交流电路(a)电路图；(b)相量图根据基尔霍夫电压定律可列出:(3-1)设电流i=Imsinωt为参考正弦量,则电阻元件上的电压uR与

2、电流同相,即uR=RImsinωt=URmsinωt电感元件上的电压uL=ImωLsin(ωt+90°)=ULmsin(ωt+90°)在上列各式中：同频率的正弦量相加,所得出的仍为同频率的正弦量。所以电源电压为u=uR+uL=Umsin(ωt+φ)其幅值为Um,与电流i之间的相位差为φ。其幅值为Um,与电流i之间的相位差为φ。利用相量图来求幅值Um(或有效值U)和相位差φ最为简便。如图3-1所示,如果将电压uR,uL用相量uR、uL表示,则相量相加即可得出电源电压u的相量U。由电压相量U、UR及

3、UL所组成的直角三角形,称为电压三角形。利用这个电压三角形,可求得电源电压的有效值,即所以(3-2)由上式可见,这种电路中电压与电流的有效值之比为。它的单位是欧姆(Ω),具有对电流起阻碍作用的性质,称它为电路的阻抗模,用

4、Z

5、代表,即可见

6、Z

7、、R、XL三者之间的关系也可用一个直角三角形——阻抗三角形来表示。由于电阻元件上要消耗电能,从电压三角形可得出Ucosφ=UR=RI,因此可得正弦交流电路中有功功率P为P=URI=RI2=UIcosφ式中,cosφ称为功率因数。3.1.2负载为星形连接和三角

8、形连接的三相电路1.三相电路的连接三相电路中,负载的连接方式有星形连接和三角形连接两种。星形连接时根据需要可以采用三相三线制或三相四线制供电,三角形连接时只能用三相三线制供电。三相电路的电源和负载有对称和不对称两种情况。在实训中将研究三相电源对称、负载作星形和三角形连接时的电路工作情况。1)三相负载的星形连接三相负载星形连接的三相电路,可分为三相三线制(没有中性线的)和三相四线制(有中性线的),分别如图3-2、图3-3所示。三相负载不对称,必须使用中线,否则会造成各相负载电压不平衡。有中性线时

9、,不论负载对称与否,都可保证各相负载电压恒等于电源相电压,故三相三线制一定用于对称负载。对于不对称负载,只能用三相四线制。图3-2负载星形连接的三相三线制电路图3-3负载星形连接的三相四线制电路(1)三相负载对称。如图3-4所示为三相负载对称的情况,当接于三相对称电源时有如下关系:①相电流等于相应的线电流,即Ip=Il;②线电压是相电压的　　倍,即;③有中性线时,中性线电流IN=0。图3-4三相负载对称(2)三相负载不对称。如图3-5所示为三相负载不对称的情况,当接于三相对称电源时有如下关系:①相电

10、流等于相应的线电流,即Ip=Il;②线电压不等于相电压的倍;③有中性线时,中性线电流IN不等于0。图3-5三相负载不对称2)三相负载的三角形连接三相负载首尾相连,再将三相连接点与三相电源端线U、V、W相接,即构成负载三角形连接的三相三线制电路,如图3-6所示。图3-6三相负载的三角形连接(1)三相负载对称。对于三相负载对称的情况,当接于三相对称电源时有如下关系:①相电压等于相应的线电压,即Up=Ul;②线电流是相电流的　　倍,即。(2)三相负载不对称。对于三相负载不对称的情况,当接于三相对称电源时有

11、如下关系:①相电压等于相应的线电压,即Up=Ul;②线电流不等于相电流的　　倍。在对称三相电路中,根据理论分析可知:在星形连接时,其线电压Ul与相电压Up之间的数量关系为;在三角形连接时,其线电流Il与相电流Ip之间的数量关系为。在负载不对称的三相电路中,都采用三相四线制。因为,不对称的三相负载连接成星形又不接中性线时,各相电压不对称,严重时会使负载的工作状态不正常。所以,在不对称三相电路中,中性线有其重要作用,它强迫保证各相负载电压对称,并且使各相负载间互不影响。2.三相电路的功率根据电动系统

12、单相功率表的基本原理,在测量交流电路中负载所消耗的功率时,其读数P决定于式:P=UIcosφ,其中,U为功率表电压线圈所跨接的电压,I为流过功率表电流线圈的电流,φ为电压和电流之间的相位差角。单相功率表也可以用来测量三相电路的功率,只是各功率表应采用适当的接法。三相负载所吸收的功率等于各相负载功率之和,在对称三相电路中,因各相负载所吸收的功率相等,故用一只功率表测出任一相的功率后,三倍即得三相负载的功率;在不对称三相电路中,各相负载功率不等,可用一只功率表分别测出各