Исследование трехфазное схемы включения РЛНД

Цель работы: изучить трехфазную схему включения РЛНД с активным индуктивным балластами, сравнить с работой этих же ламп в однофазных схемах.

Программа и методика работы.

1.Ознакомиться с электрической схемой стенда (pис. 7.1) и выписать данные приборов в табл. 0.1., определить расположение элементов схемы на панели и их назначение. Заполнить табл. 0.2 для лампы ЛБ [l. С 76.]

2. В работе с помощью переключателей можно собрать шесть схем:

2.1. Однофазная схема с индуктивным балластом (ОдИ), принимаемая за основную. Положение переключателей: SA1-0, SА2-И, SA5-1.

2.2.Однофазная схема с активным балластом (ОдА). Положение переключателей: SA1-0, SA2-A, SA5-1.

2.3.Трехфазная схема с индуктивным балластом (TpИN). Положение переключателей. SA1-T, SA2-И, SA5-1.

2.4.Трехфазная схема с активным балластом (TpAN) Положение переключателей: SA1-T. SA2-A, SA5-1.

2.5.Трехфазная схема с индуктивным балластом с изолированной нейтралью (ТрИ). Положение переключателей: SA1-T, SА2-И. SA5-0.

2.6.Трехфазная схема с активным балластом с изолированной нейтралью (ТрА). Положение переключателей: SA1-T, SA2-A, SA5-0.

3. Экспериментальная часть состоит в последовательной сборке каждой из вышеуказанных схем с записью показаний приборов в табл. 7.1, при этом в однофазных схемах ток нейтрали измеряется как сумма показаний амперметра РА1 комплекта К-505 по трем параллельным цепям ламп, а амперметр РА2 остается зашунтированным.

Переход от показаний приборов комплекта К-505 для сети (с) к показаниям напряжения и мощности для ламп (л) осуществляется нажатием ключа SA-7 на панели комплекта К-505.

В зависимости от положения переключателя SA5 в трехфазных схемах измеряется либо ток нейтрали (SA5-1), либо напряжение на общей шине (SA5-0). Показания микроамперметра фототока вносятся в табл. 7.1

4. Одновременно со снятием показаний приборов для всех схем зарисовать осциллограммы пульсации светового потока. (Переключатель осциллографа SA9 - в положение "Ф"). Не забывайте, что усиление на осциллографе должно быть максимальным, вход - открытый, ось осциллограммы определяется при закрытом фотоэлементе.

Замерить величину ΔЕ - глубину пульсации светового потока по осциллограмме. Значение внести в таблицу 7.1.

5. Установить переключатель SA9 в положение "U". Переключатель SA8-в соответствующие положение. Зарисовать для каждой из исследуемых схем совмещенные осциллограммы пульсации напряжения сети Uc и напряжения на лампе ил. определить по ним Ф и значение его внести в табл.7.1.

Зарисовать так же совмещенную осциллограмму пульсации напряжения сети Uc и напряжения нейтрали U_N в схемах ТрИ • ТрА для одной из фаз.

Сделать вывод о РЛНД, как генераторе высших гармонических колебаний напряжения.

Таблица 7.1. Сравнительные показания схем включения РЛНД (эксперимент).

Фазы

A

B

C

N

A

B

C

N

A

B

C

Iф

φ

ΔЕ

Схемы

Напряжение, В

Ток, А

Мощность, Вт

μА

град

мм

ОдИ

С

Л

ОдА

С

Л

TpИN

С

Л

ТрАN

С

Л

TpИ

С

Л

ТрА

С

Л

6. Трехфазная схема включения с изолированной нейтралью может быть запущена с помощью конденсатора С4.

Включить SA4- при этом кроме включения конденсатора вольтметр PV2 переводится в диапазон 450В и подключается к фазе С.

Отключить стартеры выключателем SA3, SA5 установить в положение "0". Подать напряжение на стенд автоматическим выключателем QF и убедиться в бесстартерном запуске схемы.

Затем отключить лампу EL3, отсоединив провод, отмеченный на рис. 7.1. значком "*" и записать показания вольтметра PV2 - U_EL3. т.е. напряжение, подводимого к лампе до ее зажигания.

Установить переключатель SA9 в положение "U" и зарисовать совмещенную осциллограмму пульсации напряжения сети Uc и напряжение на лампе EL3 - U_EL3. Переключатель SA8 установить соответственно в положение "Uc" или "Uл".

Таблица 7.2 Сравнительные данные схем включения РЛНД (расчетные).

Схемы	ОдИ	ОдА	ТрИN	ТрАN	ТрИ	ТрА
Рс
Км
Кг
cosφ
Ф, ЛМ
ψТ, лм/Вт
Кп

7. Расчетные формулы к таблице. 7.2.

Мощность установки определяется простым суммированием мощности по трем цепям. Средний коэффициент мощности рассчитывается по формуле 7.1.

(7.1)

Средний коэффициент искажения приблизительно можно считать по формуле 7.2.

(7.2)

Косинус φ определяется по углу φ совмещенной осциллограммы напряжений сети и лампы.

Мощность гармоник, кратных трем, для одной лампы определяется по формуле (7.3) для каждого вида балласта.

(7.3)

(7.4)

где U_N, I_N - напряжение общей шины по отношению к нейтрали сети и ток нейтрали трехфазных схем. Р_г% - мощность гармонических колебаний в процентах от мощности лампы.

Световой поток принимается пропорциональным фототоку:

(7.5)

где Ф_т и Ф - значение светового потока табличное и в исследуемой схеме соответственно. I_фх, I_Фэт - фототоки в исследуемой схеме и эталонной (ОдИ) соответственно.

Световая отдача определяется по формуле:

(7.0)

Коэффициент пульсации:

(7.7)

где К_ПТ- табличное значение коэффициента пульсации. ΔЕ_х; ΔЕ_эт - глубина пульсации светового потока по осциллограмме в исследуемых схемах и эталонной (ОдИ).

Таблица 7.3. Измерение мощностей.

Схемы	ОдИ	ОдА	TpИN	TpAN	ТрИ	TpA
Рс
Qc
Gc
Sc
cosφ
cosχ
cosψ

Активная мощность:

Рc - «табл. 7.2.

Реактивная мощность:

Мощность высших гармонических колебаний напряжения

Полная мощность:

или

Коэффициент cosφ:

Коэффициент мощности:

Коэффициент искажений:

По данным таблиц 7.2 и 7.3 делаются общие выводы о достоинствах схем.

Пояснение к работе:

Включение ламп в разные фазы в одной установке приводит к резкому снижению пульсации светового потока такой установки из-за фазового сдвига световых потоков в каждой из цепей на 60°, что легче заметить по осциллограмме.

Сопротивление люминесцентной лампы не линейно и она является генератором высших гармоник, причем основная из них третья, хорошо наблюдаемая по осциллограмме напряжения нейтрали схемы ламп. При отсутствии "нулевого" провода, соединяющего нейтраль схемы с нейтралью сети, дополнительных от высших гармоник нет, поэтому такая схема имеет лучшие показателя светоотдачи. При случайном погасании одной из ламп на ней устанавливается повышенное
напряжение, что приводит к восстановлению работы лампы. Такая схема может быть запущена без стартеров с помощью подключения к нейтрали схемы одной из фаз через конденсатор С4. (С≈0,1μФ).

Контрольные вопросы.

1.В чем преимущество трехфазной схемы питания ламп перед однофазной?

2.Как сказывается присутствие нулевого провода на работу трехфазной схемы и почему?

3.В чем смысл конденсаторного зажигания ламп? В каком случае оно при меняется?

4. Объясните разницу между резонансным и конденсаторным зажиганием люминесцентных ламп.

5.К какому типу зажигания относится конденсаторный способ зажигания ламп, в чем его недостатки?

6.Возможен ли стартерный способ зажигания ламп с активным балластом и почему?

7.Перечислите недостатки и достоинства работы схем включения люминесцентных ламп с активным балластом. Укажите применение таких схем

8.Почему формула 7.3 приблизительно оценивает мощность гармонических составляющих?

9.Определите полную и активную мощность лампы. Оцените в % эти мощности от мощности, потребляемой из сети схемой.

10. В чем сущность сравнительного метода определения светового потока установки? Перечислите преимущества и недостатки этого метода.

Рис. 7.1. Принципиальная монтажная схема стенда.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9