 |
|
Порядок выполнения работы.
1. Собрать на рабочем поле экрана электрическую цепь синусоидального тока с соединением фаз приемника по схеме «звезда» (рис.5.6).
Рис. 5.6.
2. Задать параметры элементов цепи согласно варианту (табл. 5.1):
Табл. 5.1.
| № | Фаза «А» | Фаза «В» | Фаза «С» | Параметры элементов цепи | ||||||||
| U В | f Гц | Ψa | U В | f Гц | Ψb | U В | f Гц | Ψc | R Ом | L Гн | C мкФ | |
| 0 | ||||||||||||
3. Провести опыт при симметричном режиме приемника. Снять показания приборов. Результаты измерений записать в табл. 5.2.
4. Оборвать одну из фаз, разомкнув ключ в этой фазе. Снять показания приборов. Результаты измерений записать в табл. 5.2.
5. Замкнуть одну из фаз накоротко, замкнув соответствующий ключ. Снять показания приборов. Результаты измерений записать в табл. 5.2.
6. Уменьшить параметры элементов в первой фазе в четыре раза, во второй фазе – в два раза. Снять показания приборов. Результаты измерений записать в табл. 5.2.
7. Подключить в схему нейтральный провод, замкнув ключ на нейтральном.
Снять показания приборов. Результаты измерений записать в табл. 5.2.
Табл. 5.2.
| Режим работы цепи | Линейные напряжения, В | Фазные напряжения, В | Линейные/ фазные токи, А | Ток в нуле-вом про-воде, А | Угол сдвига фаз | Напря-жение смеще-ния нуля, В | ||||||||
| Uab | Ubc | Uca | Ua | Ub | Uc | Ia | Ib | Ic | IN | φa | φb | φc | UnN | |
| Симметри-чный | ||||||||||||||
| Обрыв фазы | ||||||||||||||
| Короткое замыкание | ||||||||||||||
| Несимме-тричный | ||||||||||||||
| Несимме-тричный с нейтраль-ным проводом |
8. По результатам измерений построить векторные диаграммы для каждого опыта.
Величины линейных напряжений Uab, Ubc, Uca не зависят от режима работы трехфазного приемника.
Построение векторных диаграмм целесообразно начинать с построения треугольника линейных напряжений. Вектора линейных напряжений строятся согласно масштабу.
Вектора фазных напряжений строятся согласно масштабу следующим образом: из вершины треугольника линейных напряжений «А» проводят окружность радиусом, равным фазному напряжению Ua; из вершины треугольника линейных напряжений «В» проводят окружность радиусом, равным фазному напряжению Ub; Из вершины треугольника линейных напряжений «С» проводят окружность радиусом, равным фазному напряжению Uс. Точка пересечения окружностей n будет представлять собой геометрическое место начала векторов фазных напряжений Ua, Ub, Uc (рис. ).
Вектора фазных токов Ia, Ib, Ic, стоятся относительно соответствующих фазных напряжений. Ua, Ub, Uc. Углы сдвига фаз φa, φb, φc между фазными напряжениями и токами определяются по формулам:
;
;
,
где 
; 
.
При построении векторов токов необходимо учитывать знак угла сдвига фаз.
Векторная диаграмма для симметричной нагрузки для случая, рассмотренного на рис. 5.6 (табл. 5.3):
Rа = Rb = Rc = 200 Ом,
Lа = Lb = Lc = 1200 мГн,
Cа = Cb = Cc = 20 мкФ.
Табл. 5.3
| Режим работы цепи | Фазные напряжения, В | Линейные/ фазные токи, мА | Ток в нуле-вом про-воде, А | Угол сдвига фаз | Напря-жение смеще-ния нуля, В | ||||||
| Ua | Ub | Uc | Ia | Ib | Ic | IN | φa | φb | φc | UnN | |
| Симметричный | - | 470 | 470 | 470 |
 |
Рис. 5.7. Векторная диаграмма для симметричной нагрузки.
Для несимметричной нагрузки (табл. 5.4):
Rа = 50 Ом, Lа = 300 Гн, Cа = 5 мкФ; (XL = 31 Ом, XC = 640 Ом);
Rb = 100, Lb = 600 Гн, Cb = 10 мкФ; (XL = 188 Ом, XC = 318 Ом);
Rc = 200 Ом, Lc = 1200 Гн, Cc = 20 мкФ; (XL = 377 Ом, XC = 159 Ом).
Табл. 5.4.
| Режим работы цепи | Фазные напряжения, В | Линейные/ фазные токи, мА | Ток в нуле-вом про-воде, А | Угол сдвига фаз | Напря-жение смеще-ния нуля, В | ||||||
| Ua | Ub | Uc | Ia | Ib | Ic | IN | φa | φb | φc | UnN | |
| Несимме-тричный | - | - 850 | -520 | 470 |
 |
Рис. 5.8. Векторная диаграмма напряжений для несимметричной нагрузки.
Контрольные вопросы:
1. Что такое симметричная трехфазная система напряжений? Какое устройство является источником системы трехфазных напряжений?
2. Каким образом осуществляется схема соединения фаз потребителя по схеме «звезда»?
3. Дать определение фазных и линейных напряжений. Дать определение фазных и линейных токов.
4. Какая нагрузка называется симметричной?
5. Каково соотношение между линейными и фазными напряжениями при соединении фаз симметричного приемника по схеме «звезда»? Каково соотношение между линейными и фазными токами при соединении фаз симметричного приемника по схеме звезда? В каких случаях применяется четырехпроводная система электроснабжения? Каково значение нейтрального провода? Как вычислить ток в нейтральном проводе?
Лабораторная работа № 6.