Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Тема учебной программы: Трехфазные цепи переменного тока
|
|
Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы № 6
2. Тема работы: Исследование трехфазной электрической цепи при соединении приемников энергии в «звезду»
3. Цель работы: Изучить условия режима работы цепи, определить назначение и роль нулевого провода, установить соотношения между линейными и фазными напряжения в схеме «звезда» с нулевым проводом.
4. Материально-техническое оснащение: Лабораторный стол с комплектом оборудования, электроизмерительные приборы, нагревательные элементы и соединительные провода.
5. Теоретическая часть: Трёхфазной системой электрических цепей называется совокупность трёх электрических цепей переменного тока одной частоты, ЭДС которых имеют разные начальные фазы и создаются общим источником энергии. Генератор трехфазного тока отличается от генератора однофазного тока тем, что на статоре его расположены три отдельные обмотки (фазные обмотки), оси которых сдвинуты одна относительно другой на угол 120°. Каждую из обмоток трехфазного генератора вместе с присоединенной к ней внешней цепью принято называть фазой. Согласно стандарту фазы обозначаются буквами А, В и С.
Приняв за начало отсчета времени (t=0) начало периода ЭДС первой фазы, система уравнений ЭДС трёх фаз имеет вид:
еА= Е max ∙ sinω t,
еВ=Еmax∙ sin(ω t-120◦ ),
еС=Еmax∙ sin(ω t+120◦ ).
Графики зависимости ЭДС от времени и векторная диаграмма ЭДС:
Обмотки 3-хфазного генератора можно соединять «звездой» и «треугольником». Это позволяет использовать не 6, а 3-4 провода, связывающих генератор с потребителями. При соединении обмоток «звездой» концы обмоток х, у, z соединяют в одну точку, называемую нейтралью (нулевой точкой), а к началам обмоток А, В, С присоединяют линейные провода. В четырехпроводной системе к нейтрали (нулевой точке) генератора присоединяют нейтральный (нулевой) провод. Напряжения между началами обмоток (между линейными проводами) называют линейным напряжением (Uл). Напряжения между линейным и нейтральным (нулевым) проводом называют фазным напряжением (Uф). При соединении трёхфазной системы в «звезду» действующие значения напряжений отличаются в 
раз: Uл.=√ 3 Uф ≈ 1.73 U ф.
Фазные и линейные токи равны между собой: Iл=Iф
Трёхфазную систему ЭДС с нулевым проводом применяют в жилых, общественных, производственных зданиях для исключения несимметрии фаз при неравномерной нагрузке.
6. Практическая часть:
6.1. Техника безопасности при выполнении работы: Перед выполнением сборки цепей убедитесь, что лабораторный стол обесточен, ЛАТР установлен в положение «0 - переменный ток». При выполнении работы запрещается прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов следует немедленно выключить напряжение питания (красная кнопка на лабораторном столе) и сообщить о неисправности преподавателю. После сборки электрическую цепьпоказать преподавателю для проверки.Любые изменения в схеме производить после отключения питания.
6.2. Описание выполнения задания:
Изучить измерительные приборы, определить предел измерения и цену деления приборов. Данные записать.
1. Установить рычажный переключатель ЛАТР в положение «переменный ток» «~0-250». Собрать электрическую цепь. Показать собранную электрическую цепь преподавателю для проверки.
Схема электрической цепи.
2. При помощи тумблеров установить равномерную нагрузку фаз (переключатель «симметрично»), включить нулевой провод (переключатель «вкл0»). Включить питание лабораторного стола (черная кнопка «пуск»). Измерить фазные (
, 
, 
) и линейные (
, 
, 
) напряжения, линейные токи (
, 
, 
), напряжение и ток нулевого провода (
, 
). Всякий раз перед переустановкой вольтметра отключать цепь от источника питания! Результаты измерений записать в таблицу.
3. При помощи переключателя установить неравномерную (переключатель «несимметрично») нагрузку фаз, включить нулевой провод. Измерить фазные (, , ) и линейные (, , ) напряжения, линейные токи (, , ), а также напряжение (), и ток нулевого провода ().Всякий раз перед переустановкой вольтметра отключать цепь от источника питания!
4. Провести опыты без нулевого провода («выкл 0») при симметричной нагрузке (переключатель «симметрично»). Измерить фазные (, , ) и линейные (, , ) напряжения, линейные токи (, , ), напряжение и ток нулевого провода (, ).
5. Провести опыты без нулевого провода («выкл 0») неравномерной нагрузке (переключатель «несимметрично»). Измерить фазные (, , ) и линейные (, , ) напряжения, линейные токи (, , ), напряжение и ток нулевого провода (, ).
6. Выполнить расчёты мощностей всех фаз и всей цепи.
Таблица.
| № п./п. | Измерено | Вычислено | ||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 
| 
| 
| 
| Режим | |
| А | А | А | А | В | В | В | В | В | В | В | Вт | Вт | Вт | Вт | С нулевым проводом. Симметричная нагрузка | |
| С нулевым проводом. Несимметричная нагрузка. | ||||||||||||||||
| Без нулевого провода. Симметричная нагрузка. | ||||||||||||||||
| Без нулевого провода. Несимметричная нагрузка. |
Расчётные формулы:
1) 
- активная мощность фаз.
Нагрузка цепи активная, поэтому угол сдвига фаз между фазным напряжением и током отсутствует: 
=0, т.е. cosφ =1.
Следовательно, активные мощности фаз будут определяться по формулам.
, 
, 
.
Активная мощность трёхфазной сети: а) при симметричной (равномерной) нагрузке фаз 
, где 
- активная мощность одной фазы, 
, 
- линейные значения напряжения и тока.
б) при несимметричной (неравномерной) нагрузке фаз: 