Лабораторная работа 2 трехфазная цепь при соединении приемников звездой цель работы
![]()
|
Лабораторная работа № 2 ТРЕХФАЗНАЯ ЦЕПЬ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ ЗВЕЗДОЙ Цель работы - исследование соотношений между линейными и фазными напряжениями и токами в трехфазной цепи при соединении фаз генератора и приемников звездой как при симметричной, так и несимметричной нагрузке. Общие сведения В промышленности применяется, главным образом, трехфазный ток, который получается от трехфазных генераторов, имеющих три обмотки (фазы), сдвинутые одна по отношению к другой на 120°. Звездой называется такое соединение обмоток генератора или приемников, при котором концы трех фаз соединяются в одну точку, называемую нейтральной или нулевой точкой. Провод, соединяющий нейтральные точки генератора и приемника называется нейтральным. Другие три конца фаз служат для отвода или подвода трехфазного тока, а соответствующие провода называются линейными. Напряжения и токи в фазах генератора или приемника называют фазными напряжениями иФ и токами 1Ф. Токи в линейных проводах и напряжения между ними называют линейными токами 1Л и линейными напряжениями ил. Трехфазная электрическая цепь называется симметричной, если сопротивления всех ее фаз равны по величине и имеют одинаковый характер, т.е. если одинаковы комплексные сопротивления всех фаз. На рис. 13 показана схема включения обмоток генератора и приемников «звездой». Если пренебречь сопротивлениями проводов, то можно принять фазные напряжения на генераторе UA, UB, UC равными одноименным фазным напряжениям на приемнике Ua, Ub, Uc. ![]() Линейные токи IA, 1B, 1C равны фазным токам Ia, Ib, Ic: 1Л = 1Ф. Ток в нейтральном проводе равен векторной сумме линейных токов: IN = IA + Ib+ Ic • Линейное напряжение иЛ связано с фазным иФ соотношением ил =Тэ иф. (1) Соотношение (1) выполняется: а) для генератора; б) для приемника при наличии нулевого провода; в) для симметричного приемника как при 4- , так и при 3-проводной цепи. В 3-проводной цепи (отсутствие нулевою провода) и при несимметричной нагрузке соотношение (1) несправедливо, так как между узлами n и N появляется напряжение смещения U nN Ф0. В этом случае, фазные напряжения приемника определяются формулами: иа = иА - UnN; Ub = Ub - Un ; Uc = Uc - U^. При этом Ua Ф Ub Ф Uc. Поэтому несимметричные приемники, например, сеть освещения, не включают в З-проводную цепь «звездой» без нулевого провода. Фазные токи приемника во всех случаях рассчитываются по формулам Ia = U a /Z а I b = Ub/Zb', Ic = Uc/Zc . Лабораторная работа состоит из 7 опытов: симметричная активная нагрузка, 3-проводная цепь; симметричная активная нагрузка, 4-проводная цепь; симметричная активная нагрузка, 3-проводная цепь, обрыв провода А; несимметричная активная нагрузка, 4-проводная цепь; несимметричная активная нагрузка, 3-проводная цепь; несимметричная смешанная нагрузка, 3-проводная цепь; несимметричная смешанная нагрузка, 4-проводиая цепь. Порядок выполнения работы 1.Загрузить ELECTRONICS WORKBENCH в оперативную память ПК. Выбрать в пункте меню File команду Save As и присвоить имя рабочему файлу, введя с клавиатуры фамилию одного из студентов. Собрать на рабочем поле монтажного стола макет электрической схемы в соответствии с рис. 14. При этом все элементы цепи выбираются из соответствующих разделов библиотеки компонентов. ( См. раздел «Введение»). После проверки схемы преподавателем, получите от него дополнительные указания. ![]() Рис.14 Получить у преподавателя номер варианта. В соответствии с номером варианта из табл.11 установить емкость конденсатора С, ЭДС источников питания, а их начальные фазы соответственно ф1=0о, ф2=120о, ф3=240о. Рассчитать емкостное сопротивление по формуле Хс=1/юС и занести в табл.13. Таблица 11.
С помощью мультиметра выбранного из соответствующего раздела библиотеки компонентов. ( См. раздел «Введение»), измерьте фазные и линейные напряжения источника питания. Запишите результаты в табл. 12. Таблица 12.
Проверьте соотношение иЛ = V3 иФ . Для каждого опыта установите соответствующие значения сопротивлений и вид нагрузки, указанный в табл. 13. Ключи Кщ К2 должны находиться в положениях, указанных там же. Результаты измерений занесите в табл. 13. Рассчитайте значения фазных токов 1а, Ib, Ic при нагрузке, соответствующей опытам 1, 4, 7. Занесите результаты расчетов в табл. 13 и сравните их с измеренными значениями. Рассчитайте значения фазных напряжений Ua, Ub, Uc при нагрузке, соответствующей опытам 4 и 6, используя формулы Ua = Ia'Za; U b = Ib‘Zb ; Uc = Ic-Zc, где Ia, Ib, Ic - измеренные значения токов. Значения U nN и i N определите графическим методом из векторной диаграммы. Таблица 13.
Постройте в масштабе для всех опытов векторные диаграммы напряжений и токов. Фазовые углы определите по диаграмме с помощью транспортира. Сделайте вывод о назначении нейтрального, провода в трехфазных цепях. Проверьте соотношение иЛ = V3 иФ Контрольные вопросы Как соединить фазы приемника звездой? Какова зависимость между линейными и фазными токами и напряжениями при соединении симметричной нагрузки звездой? Чему равен ток в нейтральном проводе при симметричной и несимметричной нагрузках? Как изменяются линейные и фазные токи и напряжения симметричной системы (без нейтрального провода): а) при обрыве линейного провода; б) при коротком замыкании фазы? Приведите примеры однородной, равномерной и симметричной нагрузок. Почему нельзя осветительную нагрузку включать звездой без нейтрального провода? ![]() |