Порядок построения векторной диаграммы

Из точки 0 проводим три вектора фазных напряжений U_АВ, U_ВС, U_СА, между которыми 120° (эти углы строят с макси­мальной точностью, используя циркуль или транспортир). В выбранном масштабе их длина будет L _UФ =U_Ф / m _U = 220 В / 55 ( В / см)=4 см

L _IСВ =I_ВС / m _I = 20 А / 10 (A / см) = 2 см

L _IСА =I_СА / m _I = 30 А / 10 (A / см) = 3 см

Соединив концы векторов фазных токов, получим треугольник линейных токов I_А, I_В, I_С, направление этих векторов совпа­дает с обходом по часовой стрелке. Возможны и другие способы изображения линейных токов (см. их в учебной литературе). Измерив длину линейных токов и учитывая масштаб, определяем их значение

I_А = m _I · L_IA = 10 (A / см) ·3, 5 см = 36 А

I_В = m _I · L_IВ = 10 (A / см) · 2, 6 см = 26 А

I_С = m _I · L_IС = 10 (A / см) · 4, 4 см = 44 А

Задания к практической работе (по вариантам)

Задача 3 (основная 1-30 варианты). В четырехпроводную сеть трехфазного тока /рис.3/ включены по схеме " звезда" три группы электрических ламп накаливания оди­наковой мощности. В каждой, фазе /группе/ лампы соединены парал­лельно.Известны:

U_Л ( U_АВ, U_ВС, U_СА ) - -линейные напряжения; Рламр. - мощность одной лампы;

I_А, I_В, I_С - Токи, потребляемые каждой фазой.

Рис. 3

Определить:

U_Ф ( U_А, U_В, U_С ) - Фазные напряжения на эти напряжения рассчитаны все включенные в сеть лампы накалива­ния/; п_А п_в п_с - число ламп в каждой фазе /группе/.

Р ф ( Ра, Р_В, Рс ) - мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/.

Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.

Построить в заданных масштабах m _U, m _I векторную диаграм­му напряжений и токов и из нее графически определить величину то­ка в нулевом проводе I₀.

Данные для своего варианта взять из таблицы.

Задачи вариантов 11 – 20

В трехпроводную сеть трехфазного тока включены по схеме " треугольник" три группы электрических ламп накаливания одинаковой мощности. В каждой фазе /группе/ лампы соединены па­раллельно.

Известны:

U_Л ( U_АВ, U_ВС, U_СА ) - -линейные напряжения; I ламр. – то к одной лампы;

п_АВ, п_ВС, п_СА - число ламп в каждой фазе /группе/.

Определить:

Р ламр. – мощностьодной лампы;

I_АВ, I_ВС, I_СА - Фазные токи (токи, потребляемые каждой группой ламп).

Р_АВ, Р_ВС, Рс_А - мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/.

Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.

Построить в заданных масштабах m _U, m _I векторную диаграм­му напряжений и токов и из нее графически определить величину то­ков I_А, I_В, I_С в линейных проводах.

Данные для своего варианта взять из таблицы.

Указание. При определении мощности лампы и фазных токов полученные расчеты округлите до целой величины.

Задачи вариантов 21 – 30

В четырехпроводную сеть трехфазного тока включены по схеме " звезда" три группы электрических ламп накаливания оди­наковой мощности. В каждой, фазе /группе/ лампы соединены парал­лельно.

Рис. 3

Известны:

U_Л ( U_АВ, U_ВС, U_СА ) - -линейные напряжения;

Рламр. - мощность одной лампы;

Р_АВ, Р_ВС, Р_СА - мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/.

Определить:

U_Ф ( U_А, U_В, U_С ) - Фазные напряжения /на эти напряжения рассчитаны все включенные в сеть лампы накалива­ния/; п_А п_в п_с - число ламп в каждой фазе /группе/.

I_А, I_В, I_С - Фазные (они же линейные) токи.

Р ф ( Ра, Р_В, Рс ) - мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/.

Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.

Построить в заданных масштабах m _U, m _I векторную диаграм­му напряжений и токов и из нее графически определить величину то­ка в нулевом проводе I₀.

Данные для своего варианта взять из таблицы.

Указание. При определении фазных токов полученные расчеты округлите до целой величины.

Задачи вариантов 31 – 40

В трехпроводную сеть трехфазного тока включены по схеме " треугольник" три группы электрических ламп накаливания одинаковой мощности. В каждой фазе /группе/ лампы соединены па­раллельно.

Известны:

U_Л ( U_АВ, U_ВС, U_СА ) - -линейные напряжения;

п_АВ, п_ВС, п_СА - число ламп в каждой фазе /группе/.

Р ламр. – мощностьодной лампы;

Определить:

I_АВ, I_ВС, I_СА - Фазные токи (токи, потребляемые каждой группой ламп).

Р_АВ, Р_ВС, Рс_А - мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/.

Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.

Построить в заданных масштабах m _U, m _I векторную диаграм­му напряжений и токов и из нее графически определить величину то­ков I_А, I_В, I_С в линейных проводах.

Данные для своего варианта взять из таблицы.

Указание. При определении фазных токов полученные расчеты округлите до целой величины.

Задачи вариантов 41 – 50

В четырехпроводную сеть трехфазного тока включены по схеме " звезда" три группы электрических ламп накаливания оди­наковой мощности. В каждой фазе /группе/ лампы соединены парал­лельно.

Рис. 3

Известны:

U_Л ( U_АВ, U_ВС, U_СА ) - -линейные напряжения;

Рламр. - мощность одной лампы;

I_А, I_В, I_С - Токи, потребляемые каждой фазой.

Определить:

U_Ф ( U_А, U_В, U_С ) - Фазные напряжения /на эти напряжения рассчитаны все включенные в сеть лампы накалива­ния/;

п_А п_в п_с - число ламп в каждой фазе /группе/.

Р ф ( Ра, Р_В, Рс ) - мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/.

Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.

Построить в заданных масштабах m _U, m _I векторную диаграм­му напряжений и токов и из нее графически определить величину то­ка в нулевом проводе I₀.

Данные для своего варианта взять из таблицы.

Указание. При определении числа ламп в каждой фазе полученные расчеты округлите до целой величины.

Вопросы проверки знаний

Вариант 1 – нечетные вопросы. Вариант 2 – четные вопросы.

1. Трехфазные системы электрических цепей.
2. Какова частота переменного тока трехфазных систем?
3. Преимущества трехфазных систем.
4. Как называются отдельные цепи трехфазной системы?
5. Кому принадлежит приоритет в изобретении, создании трехфазных устройств?
6. Фаза – что это такое?
7. Трехфазная цепь – что это такое?
8. Совокупность токов, действую­щих в фазах трехфазной, цепи называется …?
9. Как называются обмотки трехфазного генератора?
10. Совокупность напряжений, действую­щих в фазах трехфазной цепи, называется….?
11. Совокупность ЭДС, действую­щих в фазах трехфазной цепи, называется….?
12. Как устроен простейший трехфазный генератор?
13. Чем отличается трехфазный генератор от однофазного?
14. Сколько обмоток рас­положено на якоре трехфазного генератора?
15. Как обознача­ются начала и концы трех одинаковых обмоток (фаз) генератора?
16. На сколько градусов сдвинуты оси обмоток в пространстве одна относи­тельно другой?
17. На какую часть периода сдвинуты оси обмоток в пространстве одна относи­тельно другой?
18. Какая трехфазная система ЭДС на­зывается симметричной?
19. Какая трехфазная система ЭДС на­зывается несимметричной?
20. Какое направление ЭДС принято считать положительным?
21. Как записываются уравнения для ЭДС на фазах трехфазного генератора?
22. Нарисуйте графики ЭДС симметричной трехфазной системы.
23. Нарисуйте векторную диаграмму ЭДС симметричной трехфазной системы.
24. При соединении обмоток трехфазного генератора звездой (или треугольником) сколько проводов нужно будет использовать?
25. Какие значения напряжений для трехфазных цепей являются стандартными?
26. Нарисуйте схему соединения обмоток генератора звездой и поясните
27. Нарисуйте схему соединения обмоток генератора треугольником и поясните.
28. Какие напряжения называют фазными?
29. Какие напряжения называют линейными?
30. Что такое нулевой провод?
31. Что такое нейтральный провод?

Критерий оценок ответов

Оценка «удовлетворительно» за правильное выполнение 65-70% задания (9-10 правильных ответов).

Оценка «хорошо» – за 11-13 правильных ответов.

Оценка «отлично» за 14-15 правильных ответов.

Вопросы по теме 4. Трехфазные электрические цепи переменного синусоидального тока

1. Что называется трехфазной системой переменного тока?

2. Начертите схему соединения обмоток генератора звездой и пояснить.

3. Какие существуют соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами при соединении в звезду?

4. Начертите схему соединения обмоток генератора треуголь­ником и пояснить.

5. В чем заключается роль нулевого провода?

6. Как определяются линейные токи при равномерной и нерав­номерной нагрузках, соединенных треугольником?

7. Напишите формулы для определения активной, реактивной и полной мощностей трехфазного тока.