Методы расчета электрических цепей Трехфазные нагрузочные цепи Испытание генератора постоянного тока Исследование полупроводниковых выпрямителей Исследование усилителя постоянного тока

Лабораторные работы по ТОЭ

Трехфазные нагрузочные цепи

Внимательно прочитайте инструкцию по технике безопасности при работе с трехфазными приемниками

Рекомендации по обработке экспериментальных данных По указанию преподавателя постройте векторные диаграммы токов и напряжений. Построение диаграмм начинается с выбора масштаба, отдельно по току и отдельно по напряжению, указывая, сколько в сантиметре вольт или ампер

Трехфазные цепи с несимметричными приемниками Ознакомиться с основными способами включения в трехфазную цепь несимметричных приемников. Научиться понимать роль нейтрального (нулевого) провода. Научиться представлять влияние порядка чередования фаз и чередования неоднородных потребителей (R, L, C) на величину тока в нейтральном проводе. Освоить методику построения векторных диаграмм. Научиться определять порядок чередования фаз.

Трехфазные цепи с несимметричными пассивными приемниками Ознакомиться с панелью блока питания лабораторного стенда и порядком включения и отключения трехфазного напряжения (клеммы А, В, С; кнопки над клеммами: черная - включено, красная - отключено). При включении загорается контрольная лампа зеленого цвета.

Испытание однофазного трансформатора Произвести испытание однофазного трансформатора в режимах холостого хода, короткого замыкания и в режиме нагрузки резистивными приемниками.

Техника безопасности при работе трансформатора

Таблицы экспериментальных и расчетных данных

Опыт холостого хода В присутствии преподавателя произведите пробный пуск двигателя

Регулирование частоты вращения двигателя. Регулирование изменением напряжения якорной обмотки.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Цель работы:

Экспериментально установить соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами в трехфазной цепи переменного тока при включении резистивных приемников по схеме “звезда” и по схеме “треугольник”.

По экспериментальным данным построить векторные диаграммы токов и напряжений симметричных и несимметричных резистивных приемников.

Экспериментально по методу двух ваттметров определить мощность трехфазного резистивного приемника (по указанию преподавателя).

1. Теоретическое введение

Совокупность электрических цепей, в которых одним источником энергии создаются три синусоидальные электродвижущие силы одинаковой частоты и амплитуды, векторы которых сдвинуты относительно друг друга на угол 120 0 , называется трехфазной системой.

Каждая из цепей, входящих в трехфазную систему, называется фазой. Фазы обозначаются первыми буквами латинского алфавита A, B, C. Начала фаз приемников обозначают буквами a, b, c, а концы - x, y, z. Фазы приемника могут соединяться звездой или треугольником.

Звезда - это такое соединение, при котором концы фаз - x, y, z - соединяются в один узел, который называется нейтральной или нулевой точкой. Начала фаз - a, b, c - соединяются с фазами источника - A, B, C.

Провода, соединяющие приемник с источником, называются линейными; в них протекают линейные токи - IA, IB, IC.

Провод, соединяющий нейтральные точки приемника и источника, называется нейтральным или нулевым. Токи, протекающие в фазах приемника, называются фазными.

Рис. 1. Соединение приемника звездой

В соответствии с первым законом Кирхгофа для нейтральной точки (рис.1) ток в нейтральном проводе равен геометрической сумме фазных токов Iax, Iby, Icz, то есть

. (1)

Как видно из рис.1, при соединении звездой линейные токи равны фазным, т.е.

 . (2)

Напряжение, действующее между началом и концом фазы приемника, называется фазным (Uax, Uby, Ucz).

Напряжение, действующее между началами двух фаз, называется линейным.

В соответствии со вторым законом Кирхгофа для выделенного на рис.1 контура линейное напряжение  равно геометрической разности фазных -  и . Аналогичная связь может быть получена и для других контуров, т.е.

.

(3)

При подготовке к коллоквиуму запишите второй закон Кирхгофа для выделенного контура и для остальных контуров, чтобы получить соотношение (3).

При симметричной системе фазных напряжений аналитическая связь между действующими значениями фазных и линейных напряжений выражается как:

.

(4)

Треугольник - это соединение, при котором конец предыдущей фазы соединяется с началом последующей.

Рис. 2. Соединение приемника треугольником

Как видно из рис.2, в этом случае фазные напряжения равны линейным, т.е.

 . (5)

В соответствии с первым законом Кирхгофа для узлов za, bx, cy линейные токи в этом случае равны векторной разности соответствующих фазных токов, т.е.

.

(6)

При подготовке к коллоквиуму запишите самостоятельно уравнение первого закона Кирхгофа для всех узлов треугольника, чтобы получить соотношения (6).

Для симметричных приемников, у которых полные фазные сопротивления равны и углы сдвига фаз между токами и напряжениями также равны, аналитическая связь между действующими значениями линейных и фазных токов выражается следующим соотношением:

.

(7)

Независимо от схемы соединения фаз приемника, при расчете действующих значений фазных токов можно пользоваться всеми соотношениями, полученными для однофазных цепей.

В случае резистивных приемников векторы фазных токов будут совпадать по фазе со своими фазными напряжениями, в случае индуктивных - отставать, а в случае емкостных - опережать векторы фазных напряжений на некоторый угол, величина которого определяется параметрами данной фазы.

Активная мощность трехфазного приемника равны сумме активных мощностей отдельных фаз, т.е.

.

(8)

Мощность фазы определяется напряжением, током и коэффициентом мощности.

.

(9)

В случае симметричного приемника, у которого все фазы идентичны, его мощность будет равна утроенной мощности одной фазы.

.

(9)

В соответствии с этим, для измерения мощностей симметричных приемников применяется метод одного ваттметра, а для измерения мощности несимметричного приемника - метод трех ваттметров.

При отсутствии нейтрального провода и несимметричном приемнике используется метод двух ваттметров, которые включаются таким образом, чтобы через неподвижные катушки протекали линейные токи, а подвижные - были под линейными напряжениями. В этом случае мощность приемника будет равна сумме показаний ваттметров.


На главную страницу. Лабораторные работы по ТОЭ