三项交流电路分析仿真实验
1、电路课程设计目的:
(1)熟悉并验证三项电路分析的方法
(2)练习 ewb 软件中三项电路的模拟
2、仿真电路设计原理:
对称三项电路的电源及负载均可使用星形或三角形连接。
其各项相电压与线电压的关系如下图所示
下图所示电路接到线电压为380V 的对称三相交流电源上,已知R N 220 ,
R1wL
1
300 ,求电阻 R N两端的电压100 , R3
wC
电源相电压: U A U B U C 380
220V 3
设 U A 220 0 , U B220120 , U C 220 120
对 N 1 、 N 2 分别列式可得:
1 1 1 1 )U N1 1 1
(220 0 220 120 220 120 )
( 300 300 220 220 U N 2
300 300 1 1 1 1 )U N 2 1 1 0 1 120
1 ( 100 j 100 j 220 U N1 220 220 220 120
100 220 100 100 j 100 j 由前式可得:
( 1 1 )U N1 1 U N 2 0 U N1
5
U N 2
100 220 220
16
由后势可得:
(
1
1
)U N 2
1 5
U N2
22 22 j ( 1 3
j )
22 j ( 1 3
j )
100 220
220 16
10
10
2
2
10
2
2
U
N 2
11(1
3) 20 64 V 122.7V
20 64
则有:
U R
U N N
U N1 11
122.7 84.36V
U N 2
N
2
1
16
3、 电路设计内容与步骤
如下图所示设计仿真电路。
利用电压表直接测出
R N 两端电压值, 再利用示波器观察 N 1 、 N 2 两节点处的电压,
验证它们相位相同。
100 设电源频率为 50Hz ,则 L
318.31mH 50 2 C
1
2
31.831 F
50 100
如图所示,
U
R N
84.37
V
示波器显示如下图所示:
红色图像为 U N1波形,蓝色为U N 2波形。
由图可知两电压相位差几乎为零。
4、结果与误差分析:
本实验中理论计算值与实际实验值十分接近,考虑到适当的误差范围,可认为上述的对三相电路的理论分析是正确的
实验的误差可能来源有:( 1)对于L、C的值进行计算时,确定有效数字时对于数字的取舍可导致误差。
( 2)理论计算中未考虑电表的内阻,而电路仿真中是考虑到其内
阻的。
( 3)在观察U N1与U N 2波形图像确定其相位差时,可能存在视觉误差。
5、设计总结:
通过本次试验,使我进一步的熟练了三相电路的分析方法,分析三项电路,终点要弄清各个线电压与相电压之间的相位、模大小关系,之后与直流电路相同可利用节点电压法或回路电
流法。
同时,还应将对称负载在星形与三角形之间灵活变换,以方便我们进行计算。
另一方面,在俄文版软件操作的过程中,我进一步掌握了有关三相电路的内容,特别是应注意到对电压表相位的预设不能出错。
本实验中又一次利用到了示波器的图像来测定电路数据的相位
差,可见示波器在交流电路实验中的重要性,在实验过程中,应灵活的使用示波器,调整其有关数据,以得到有利于实验观测的数据。