ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № III ТРЁХФАЗНАЯ ЦЕПЬ СИНУС..

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ТРЕХФАЗНАЯ ЦЕПЬ СИНУСОИДАЛЬНГО ТОКА
ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ ЗВЕЗДОЙ
Цель работы - исследование симметричных и несимметричных режимов работы трехфазной цепи при соединении приемников звездой с активной нагрузкой фаз, опытная проверка соотношений между линейными и фазными напряжениями при симметричных и несимметричных режимах, а также выявление роли нейтрального провода.

Теоретические сведения
Для соединения звездой концы фаз обмоток генератора объединяют в общую, так называемую нейтральную точку N (рис.11). Аналогично концы фаз приемников объединяют в нейтральную точку n. Соединение приемников о источником осуществляют линейными проводами (Аа, Вb, Сc). Ток в линейных проводах получил название линейного тока, а напряжение между линейными проводами - линейного напряжения. В некоторых случаях точки N и n соединяют четвертым проводом, получившим название нейтрального.

Напряжение, действующее между началом и концом фазы обмотки источника или между началом и концом фазы приемника, называется соответственно фазным напряжением источника (UA, UB, UC) или приемника (Ua, Ub, Uc). Из схемы (риc.11) видно, что при соединении звездой линейный ток равен соответствующему фазному току:
IЛ =Iф .
Принимая во внимание указанные на схеме направления векторов фазных напряжений, на основании второго закона Кирхгофа можно записать:
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415,
т.е. в общем случае линейное напряжение равно векторной разности двух соответствующих фазных напряжений.
При симметричной нагрузке векторы фазных напряжений сдвинуты относительно друг друга на угол 120"(рис.12). Из этого следует, что линейное напряжение при симметричной нагрузке в 13 EMBED Equation.3 1415 раз больше фазного: Uл=13 EMBED Equation.3 1415Uф.
При наличии нейтрального провода на основании первого закона Кирхгофа (см. рис.11) можно записать
13 EMBED Equation.3 1415
т.е. изменение тока в любой фазе влияет только на ток нейтрального провода.
Для схемы, в которой нейтральный провод отсутствует (рис.13), при любой нагрузке справедливо соотношение
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,
т.е. изменение тока одной какой-нибудь фазы вызывает такое изменение тока двух других фаз, при котором сумма трех векторов токов всегда равна нулю. При неравномерной нагрузке и отсутствии нейтрального провода между точками N и n существует напряжение UnN , зависящее от величины и характера нагрузки фаз.
Схему соединения приемников звездой применяют в тех случаях, когда их номинальное напряжение Uном меньше линейного напряжения сети Uл в 13 EMBED Equation.3 1415 раз.


Порядок выполнения работы
1. Собрать трехфазную цепь по схеме, приведенной на рис.14, используя в качестве нагрузки каждой фазы лампы накаливания.
2. Включить все лампы (симметричная нагрузка). Измерить фазные Ua, Ub, Uc и линейные Uab , Ubc, Uca напряжения, а также напряжение между нейтральными точками N и n (источника и потребителя соответственно). Результаты измерений записать в табл.3.
3. Установить несимметричный режим путем отключения в одной фазе двух ламп, в другой -одной лампы и измерить фазные и линейные напряжения, а также напряжение между нейтральными точками N и n . Результаты измерений записать в табл. 3.
4. Подключить нейтральный провод между точками N и n. Все замеренные величины записать в табл.3.
5. Отключить нейтральный провод, в одной из фаз отключить вcе лампы (обрыв фазы). Произвести измерения и результаты записать в табл. 3.
6. При отсутствии нейтрального провода замкнуть "накоротко" одну из фаз перемычкой. Произвести измерения и результаты записать в табл.3.
7. Для каждого опыта построить в выбранном масштабе векторные диаграммы напряжений.


Таблица 3.
Режим работы установки
Измеряемая величина, В


Uab
Ubc
Uca
Ua
Ub
Uc
UnN

Симметричный








Несимметричный








Несимметричный с нейтральным проводом








Обрыв фазы








Короткое замыкание










Пояснения к работе
В исследуемой цепи в качестве нагрузки используются лампы накаливания. Для измерения напряжения предусмотрен вольтметр, имеющий свободные выводы. Несимметричный режим достигается включением в фазах различного числа ламп. Обрыв фазы осуществляется отключением всех трех ламп в одной из фаз.
При построении топографических векторных диаграмм треугольник линейных напряжений остается неизменным при всех режимах работы цепи.
При несимметричной нагрузке без нейтрального провода построение векторной диаграммы следует начинать с векторов линейных напряжений Uab , Ubc, Uca (pиc.I5).

Если, например, из начала вектора 13 EMBED Equation.3 1415 провести дугу радиусом
·1=Uc/m, а из конца вектора 13 EMBED Equation.3 1415 - дугу радиусом
·2=Ub/m, где m - выбранный масштаб для напряжения, то точка пересечения окружностей n будет представлять собой геометрическое место начала векторов фазных напряжений Ua , Ub, Uc. Положение и направление векторов фазных напряжений определяется выражениями: 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415,.
Контрольные вопросы
1. Влияет ли нейтральный провод на фазные напряжения при несимметричной нагрузке?
2. Что понимают под симметричной и несимметричной нагрузками?
3. Всегда ли сохраняется условие Uф=Uл/13 EMBED Equation.3 1415 трехпроводной трехфазной системе?,
4. В каких случаях и почему при соединении нагрузки звездой используется трехфазная трехпроводная цепь? Четырехпроводная?
5. Какие приняты условные положительные направления для фазных и линейных напряжений при соединении потребителя звездой?
6. В какой последовательности нужно строить векторные диаграммы при соединении потребители звездой?
7. Как измерить напряжение между нейтральными точками источников и приемников при отсутствии нейтрального провода?
8. Как аналитически и графически определить напряжение между нейтральными точками?

Приложенные файлы

  • doc 11186553
    Размер файла: 421 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий