- Автоматизация
- Антропология
- Археология
- Архитектура
- Биология
- Ботаника
- Бухгалтерия
- Военная наука
- Генетика
- География
- Геология
- Демография
- Деревообработка
- Журналистика
- Зоология
- Изобретательство
- Информатика
- Искусство
- История
- Кинематография
- Компьютеризация
- Косметика
- Кулинария
- Культура
- Лексикология
- Лингвистика
- Литература
- Логика
- Маркетинг
- Математика
- Материаловедение
- Медицина
- Менеджмент
- Металлургия
- Метрология
- Механика
- Музыка
- Науковедение
- Образование
- Охрана Труда
- Педагогика
- Полиграфия
- Политология
- Право
- Предпринимательство
- Приборостроение
- Программирование
- Производство
- Промышленность
- Психология
- Радиосвязь
- Религия
- Риторика
- Социология
- Спорт
- Стандартизация
- Статистика
- Строительство
- Технологии
- Торговля
- Транспорт
- Фармакология
- Физика
- Физиология
- Философия
- Финансы
- Химия
- Хозяйство
- Черчение
- Экология
- Экономика
- Электроника
- Электротехника
- Энергетика
Режим. Программа работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ НАГРУЗКИ ТРЕУГОЛЬНИКОМ
1. Цель работы.
Экспериментальное определение основных соотношений между токами, напряжениями и мощностями в симметричных и несимметричных цепях. Исследование различных режимов работы трехфазной цепи.
2. Теоретические положения
Для симметричного треугольника имеют место соотношения:
где Zф - полное сопротивление фазы нагрузки, - фазовый 
- сдвиг между напряжением и током в фазе нагрузки:
Для несимметричного треугольника (рис.1.) фазные токи
рассчитывают по формулам:
Линейные токи находят по уравнениям, записанным по 1-му закону Кирхгофа:
(1)
Если пренебречь сопротивлениями линий, то
Для измерения активной мощности в несимметричной цепи применяют схему двух ваттметров. Заметим, что показания каждого из приборов не соответствуют активной мощности какой-либо фазы нагрузки. Более того, показания приборов могут быть разных знаков. Поэтому во время снятия показаний ваттметров следует обращать внимание на положение переключателя ("+" или "-") и учитывать этот знак при расчетах. Активная мощность нагрузки равна алгебраической сумме показаний ваттметров:
Построение векторно-топографических диаграмм
для различных режимов работы
Все диаграммы строят, начиная с векторов линейных напряжений источника питания, которые образуют равносторонний треугольник для любых режимов работы. Векторы линейных токов строят на основании соотношений (1), "привязывая" каждый вектор к той вершине треугольника, в которую данный ток втекает (впрочем, "привязка" не обязательна). Правильность построения диаграммы токов контролируют проверкой выполнения условия:
(2)
Векторы линейных токов образуют замкнутый треугольник.
Рассмотрим различные случаи нагрузки:
1) Нагрузка фаз равномерная резистивная.
Векторы фазных токов совпадают с векторами фазных (линейных) напряжений 
. Векторы линейных токов отстают от векторов соответствующих фазных токов на 30° (рис. 2,а). Векторная диаграмма может быть построена и в виде, представленном на рис. 2,б.
2)Нагрузка фаз симметричная резистивно-емкостная.
Построение диаграммы аналогично предыдущему случаю, только вектор фазного тока опережает вектор фазного напряжения на угол 
. Векторная диаграмма может быть построена в виде, представленном на рис. 3а или в виде 3,б.
3)Обрыв фазы. Нагрузка резистивно-емкостная.
Пусть для определенности оборвана фаза 
(рис. 4,а) в цепи, симметричной до обрыва. Тогда 
, но другие фазные токи не изменяются. Линейный ток 
остается прежним, другие линейные токи изменяются как по модулю, так и по направлению. Линейный ток 
будет равен току 
, но иметь противоположное направление (рис. 4, б). Линейный ток 
будет равен фазному току 
:
4) Обрыв линейного провода. Нагрузка резистивно-емкостная.
Допустим, что оборван линейный провод В (рис. 5,а) в цепи, симметричной до обрыва. В этом случае система нагрузки из трехфазной превращается в однофазную. Hагрузка оказывается подключенной только к линейному напряжению 
, причем фазы ав и вc соединены между собой последовательно, а точка в топографической диаграммы (рис. 5,б) перемещается в середину вектора . Фазный ток 
остается неизменным, токи 
и 
уменьшаются по величине в 2 раза, а их начальные фазы совпадают. Линейный ток 
, токи 
и равны по величине, но противоположны по направлению.
3. Описание экспериментальной установки
В лабораторной работе используется та же установка, что
и в лабораторной работе «Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой». Схема соединений элементов нагрузки приведена на рис.6.
4. Проведение эксперимента, обработка данных
и анализ результатов
A.Содержание и порядок проведения работы
1. Подключить фазоуказатель к зажимам источника питания и определить порядок чередования его фаз.
2. Измерить линейные напряжения источника и записать их величины в протокол эксперимента.
3. Собрать нагрузку по схеме треугольник, отключив из ее
фаз конденсаторы. Подключить питание. Изменяя положения движков реостатов, установить одинаковые сопротивления фаз, иными словами - добиться симметрии нагрузки. Измерить напряжения, токи, мощности в фазах нагрузки, а также линейные токи. Результаты измерений записать в таблицу 1.
4. Не изменяя активных сопротивлении фаз, включить с помощью тумблеров КС конденсаторы во все фазы нагрузки. Произвести аналогичные п. 3 измерения и результаты занести в таблицу.
5. По указанию преподавателя разорвать одну из фаз в схеме п. 4. Произвести аналогичные пп. 3-4 измерения. Измерить активную мощность нагрузки по схеме двух ваттметров. Результаты измерений записать в таблицу.
6. Восстановить схему п.4. По указанию преподавателя ра-
зорвать один из линейных проводов. Измерить линейные и фазные токи, фазные напряжения и мощности, а также напряжение в месте разрыва линии. Измерить активную мощность нагрузки по схеме двух ваттметров. Результаты измерений занести в таблицу.
7. По указанию преподавателя собрать схему несимметричной нагрузки. Измерить фазные и линейные токи, фазные напряжения и мощности. Измерить активную мощность нагрузки по схеме двух ваттметров. Результаты измерений записать в таблицу.
Примечание:
Если в данном пункте не требуется измерять какие-либо
величины, заранее проставьте прочерки в соответствующие клетки таблицы.
Б. Перечень и технические данные приборов.
1._____________________________________________________
2.______________________________________________________
В.Указания по обработке экспериментальных данных.
1. По результатам измерений в п.2 записать мгновенные
значения и комплексы напряжений 
, приняв
Построить топографическую диаграмму напряжений источника питания.
2. По результатам измерений в пп. 3,4 вычислить активную мощность нагрузки по формуле:
и сравнить полученные значения с измеренными. Определить коэффициенты мощности нагрузок. Вычислить отношения линейных токов к фазным.
3. По данным эксперимента в пп. 3-7 построить в масштабе топографические диаграммы напряжений и совмещенные с ними векторные диаграммы токов. Произвести контроль построения диаграмм путем проверки выполнения условия (2).
5. Контрольные вопросы
1. Каковы соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями для симметричной трехфазной нагрузки, соединенной треугольником?
2. Как рассчитывают несимметричные трехфазные цепи при соединении нагрузки треугольником?
3. По каким формулам вычисляют активную мощность несимметричной трехфазной нагрузки при соединении ее треугольником?
4. Как изменяется активная мощность нагрузки при пересоединении ее фаз со схемы "звезда" в схему "треугольник"?
5. Как изменяется реактивная мощность нагрузки при пересоединении ее фаз со схемы "звезда" в схему "треугольник"?
6. Почему активная мощность несимметричной нагрузки остается такой же, как и симметричной если только несимметрия достигается отключением из фаз конденсаторов?
7. Как изменяются фазные напряжения нагрузки, соединенной треугольником, если оборвать линейный провод?
8. Расскажите об измерениях активной мощности нагрузки по схеме двух ваттметров.
Таблица 1
Режим
нагрузки
В
A
Вт
а) б)
Рис. 6
Рис. 7.
). Измерить фазные напряжения, фазные и линейные токи. Рассчитать мощности.