Порядок выполнения работы. 1. Собрать на рабочем поле экрана электрическую цепь синусоидального тока с соединением фаз приемника по схеме «звезда» (рис.5.6)

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

Ψ a

U В

f Гц

Ψ b

U В

f Гц

Ψ c

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 U_ab, U_bc, U_ca 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 U_a; из вершины треугольника линейных напряжений «В» проводят окружность радиусом, равным фазному напряжению U_b; Из вершины треугольника линейных напряжений «С» проводят окружность радиусом, равным фазному напряжению U_с. Точка пересечения окружностей n будет представлять собой геометрическое место начала векторов фазных напряжений U_a, U_b, U_c (рис.).

Вектора фазных токов I_a, I_b, I_c, стоятся относительно соответствующих фазных напряжений. U_a, U_b, U_c. Углы сдвига фаз φ _a, φ _b, φ _c 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):

R_а = R_b = R_c = 200 Ом,

L_а = L_b = L_c = 1200 мГн,

C_а = C_b = C_c = 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):

R_а = 50 Ом, L_а = 300 Гн, C_а = 5 мкФ; (X_L = 31 Ом, X_C = 640 Ом);

R_b = 100, L_b = 600 Гн, C_b = 10 мкФ; (X_L = 188 Ом, X_C = 318 Ом);

R_c = 200 Ом, L_c = 1200 Гн, C_c = 20 мкФ; (X_L = 377 Ом, X_C = 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.