Методические указания по выполнению работы

 

1. Ознакомиться с лабораторным стендом.

2. Собрать электрическую цепь по схеме (рис. 21) и после проверки цепи преподавателем включить ее в сеть.

3. С помощью переменных резисторов установить симметричный режим (фазные токи равны между собой). Записать показания всех приборов в табл. 4.

4. Изменяя сопротивление одного из резисторов , установить несимметричный режим. Записать в табл. 4 показания всех приборов.

5. Записать показания всех приборов при отсутствии тока в одной из фаз (выключатель S₂ или S₃ поставить в положение «выкл»).

6. Поставить выключатель S₂ или S₃ в положение «вкл», а S₁ – в положение «выкл», что имитирует обрыв линейного провода “А-a”. Записать в табл. 4 показания всех приборов.

7. Поставить выключатель S₁ в положение «вкл», a в фазу “са” вместо резистора включить конденсатор и записать показания всех приборов в табл. 4.

 

Лабораторная установка для исследования трехфазной цепи переменного тока при соединении фаз приемника в треугольник (рис. 21) состоит:

А₁, А₂, А₃ – амперметры с номинальным значением тока 10А;

А₄, А₅, А₆ – амперметры с номинальным значением тока 5А;

S₁, S₂, S₃ – выключатели;

R₁, R₂, R₃ – переменные резисторы;

V – переносной вольтметр с номинальным значением напряжения 300 В.

С – конденсатор.

 

Рис. 21 Цепь при соединении фаз приемника в треугольник

Данные полученные в результате исследования трех однофазных приемников, соединенных в треугольник

Таблица 4

Режим работы цепи

Измеряемые величины

Расчетные величины

IА

IВ

IС

Iав

Iвс

Iса

Uав

Uвс

Uса

IЛ/Iф

Рав

Рвс

Рса

Р

Q

А

А

А

А

А

А

В

В

В

-

Вт

Вт

Вт

Вт

вар

Симметричный

2,9

2,9

2,9

Несимметричный

6,5

2,9

3,3

Контрольные вопросы

 

1. Какое соединение фаз называется соединением в треугольник?

2. Каково соотношение между фазным и линейным напряжениями при соединении приемников в треугольник?

3. Каковы соотношения между фазными и линейными токами для любой нагрузки и для симметричной нагрузки при соединении приемников в треугольник?

4. Каковы особенности соединения фаз приемников треугольником?

5. В каком случае следует применять соединение фаз приемников в треугольник?

6. В чем достоинства схемы соединения в треугольник по сравнению со схемой соединения в звезду?

7. Изменяются ли линейные токи при изменении сопротивления одной из фаз приемников?

8. Изменяются ли линейные токи при обрыве одной из фаз приемников?

9. Как влияет на режим работы цепи обрыв одного из линейных проводов?

10. Как изменяются линейный ток и мощность, если соединенные в звезду одинаковые однофазные приемники переключить на треугольник (линейные напряжения в обоих случаях одинаковы)?

11. Объяснить построение векторных диаграмм.

 

Ответы:

1. Соединением в треугольник называется соединение, когда конец одной фазы соединяется с началом другой, образуя замкнутый контур. Полученные узлы присоединяют к соответствующим началам фаз генератора линейными проводами

2. При соединении фаз приемников с сопротивлениями в треугольник каждая фаза включается на линейное напряжение источника. Поэтому фазные напряжения равны линейным напряжениям.

3. Фазные токи определяются по формулам

; ; .

Линейные токи определяются по фазным токам из уравнений, составленных по первому закону Кирхгофа для узлов а, в, с (см. рис. 19).

, ;

ж , ;

, .

Рис. 19. Схема трехпроводной трехфазной цепи при соединении приемников в треугольник

При симметричной нагрузке

Рис. 20. Векторная топографическая диаграмма напряжений и токов для симметричной нагрузки

; ; . При этом линейный и фазный токи связаны числовым соотношением, которое можно определить из заштрихованного треугольника (см. рис. 20). ; ;   .

 

4. При несимметричной нагрузке в результате изменении сопротивления одной из фаз, режим работы других фаз останется неизменным, так как сохраняется постоянство напряжений на фазах нагрузки, что является важной особенностью соединения фаз приемника треугольником.

5. В случае, когда необходимо сохранить режим работы других фаз неизменным, то есть сохранить постоянство напряжений на фазах нагрузки. Схему соединения треугольником используют для включения несимметричных однофазных приемников, например, осветительных приборов в трехпроводную осветительную сеть.

6. В зависимости от условий работы нагрузки целесообразно изменять способ соединения фаз – переключать со звезды на треугольник и обратно, при этом линейный ток нагрузки изменяется в три раза, а следовательно и мощность.

7. При изменении сопротивления одной из фаз, режим работы других фаз останется неизменным, так как сохраняется постоянство напряжений на фазах нагрузки

8. Не изменятся, так как любой из линейных токов равен геометрической разности токов тех двух фаз нагрузки, которые соединяются с данным линейным проводом.

9. Изменений наблюдаться не будет

10. В зависимости от условий работы нагрузки целесообразно изменять способ соединения фаз – переключать со звезды на треугольник и обратно, при этом линейный ток нагрузки изменяется в три раза.

;

, тогда отношение , т. е. .

Активную мощность каждой фазы можно определить по формуле

,

а всей цепи – как .

Активная мощность симметричного трехфазного приемника, как и при соединении фаз звездой: .

Реактивная мощность каждой фазы определяется по формуле

.

11. Построение векторной диаграммы

1. Выбрать масштаб для тока и для напряжения .

2. Построить равносторонний треугольник фазных (линейных) напряжений приемника U_ав, U_вс, U_са (см. рис. 20).

3. С учетом характера нагрузки (активная, индуктивная, емкостная) строятся векторы фазных токов. При индуктивной нагрузке вектор фазного тока отстает от своего напряжения на 90^о, при емкостной – вектор фазного тока опережает напряжение на 90^о, при чисто активной нагрузке фазный ток совпадает по направлению со своим напряжением .

4. На основании уравнений (21) построить векторы линейных токов.

 

 

Расчеты к таблице 4

1. Симметричный режим работы цепи:

=0;

Активная мощность каждой фазы определяется по формуле:

При : Вт;

Вт;

Вт;

Активная мощность трехфазного приемника равна арифметической сумме активных мощностей отдельных фаз: ;

=2175 Вт;

2. Несимметричный режим работы цепи:

=0;

При : Вт;

Вт;

Вт;

Активная мощность трехфазного приемника равна арифметической сумме активных мощностей отдельных фаз: ;

=2550 Вт;

 

 

Список литературы

1. И.П.Макарьева, Ю.В. Гаврилова «Электрические цепи. Электротехника. Методические указания к выполнению лабораторных работ» -Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. - 36с.

2. И.И.Иванов, Г.И.Соловьев, В.С.Равдоник «Электротехника» - СПб.: Изд-во «Лань», 2003.-496с.

3. Стандарт организации ИрНИТУ - СТО 005-2015.

 

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: