功率因数表使用及相序仪实验

功率因数表的使用及相序测量

一．实验目的

1．掌握三相交流电路相序的测量方法；

2．熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质对功率因数的影响。

二．实验原理

1．相序指示器

相序指示器如图10－1所示，它是由一个电容器和两个白炽灯按星型联接的电路，用来指示三相电源的相序。

在图10－1电路中，设A U 、B U 、C U 为三相

对称电源相电压，中点电压

C C C C

C R R X R U R U X U U 1

1j 1j -B B B

A N

+

+-++=

设

C C R R X ==B ，P P A

0U U U =︒∠= 代入上式得：P N j0.6)2.0(U U +-=

则P N B B j1.466)3.0(U U U U --=-=' P B 49.1U U ='

P N C C j0.266)3.0(U U U U +-=-=' P C

4.0U U =' 可见C

B U U '〉'，B 相的白炽灯比

C 相的亮。

综上所述，用相序指示器指示三相电源相序的方法是：如果连接电容器的一相是A 相，那么，白炽灯较亮的一相是B 相，较暗的一相是C 相。

2．负载的功率因数

在图10－2(a)电路中，负载的有功功率ϕcos UI P =，其中ϕcos 为功率因数，功率因数角

R

X X C

L -=tan

arc ϕ

且

︒≤≥︒-9090ϕ。

当

0〉〉ϕC L X X ，ϕcos >0，感性负载；

当

〈〈ϕC

L X X ，

ϕcos >0，容性负载；

当0

==ϕC L X X ，ϕcos ＝1，电阻性负载。

可见，功率因数的大小和性质由负载参数的大小和性质决定。

三．实验设备

1．交流电压表、电流表、功率表和功率因数表

2．EEL—17组件（含三相电路、3０Ｗ日光灯镇流器、4.7μF／400V电容、40W白炽灯）或EEL—52组件、EEL—55组件

3．三相调压器（输出可调三相交流电压）

四．实验内容

1．测定三相电源的相序

（1）按图10－1(a)接线，图中，C ＝2.5μＦ，R A、R B为两个220V、40W的白炽灯，调节三相调压器，输出线电压为２２０Ｖ的三相交流电压，测量电容器、白炽灯和中点电压U N，观察灯光明亮状态，作好记录。设电容器一相为A相，试判断B、C 相。

（2）将电源线任意调换两相后，再接入电路，重复步骤（1），并指出三相电源的相序。

2．负载功率因数的测定

按图10－2（ａ）接线，阻抗Z分别用电阻（220V、40W白炽灯）、感性负载（220V、40W白炽灯和镇流器串联）和容性负载（220V、40W白炽灯和4.7μＦ电容串联）代替，如图10－2（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）所示，将测量数据记入表10－1中。

五．实验注意事项

1．每次改接线路都必须先断开电源；

2．功率表和功率因数表实验板内部已连在一起，实验中只连接功率表即可。

六．预习与思考题

1．在图10－1电路中，已知电源线电压为220V，试计算电容器和白炽灯的电压；

2．什么是负载的功率因数？它的大小和性质由谁决定？

3．测量负载的功率因数有几种方法？如何测量？

七．实验报告要求

1．根据实验1的实验数据和现象，简述相序指示器的相序检测原理；2．根据表10－1中电压、电流、功率三表测量的数据，计算出功率因数

ϕcos，并与

功率因数表的读数比较，分析误差原因；

3．根据表10－1的数据，分析负载性质对功率因数

ϕ

cos的影响。