Лабораторная работа № 12
Тема
:
Исследование трехфазной цепи при соединении электроприемников звездой.
Цель
работы
:
1) Выявить особенности трехфазной системы при соединении фаз звездой;
2). По опытным данным построить векторные диаграммы при симметричной и несимметричной нагрузке фаз.
Общие
теоретические
положения
:
Рис. 1 - Векторная диаграмма при соединении приемника звездой при симметричной нагрузке фаз
Как видно из Схемы 1, при соединении звездой фазные напряжения приемника: UA
, UB
, UC
не равны линейным напряжениям UAB
, UBC
, UCA
, существует зависимость: UAB
=UA
-UB
; UBC
=UB
-UC
; UCA
=UC
-UA
, при симметрии линейных и фазных напряжений, справедливо:
UA
=UФ
Также из Схемы 1 видно, что при соединении звездой IA
=IФ
. Фазный ток IФ
зависит от фазного напряжения UФ
на зажимах приемника и его полного сопротивления ZФ
:
Iф
=, а ток в нейтральном проводе NN
IN
=IA
+IB
+IC
1) если ZA
=ZB
=ZC
и сдвиг фаз jА
=jВ
=jС
, что выполняется при симметричной нагрузке фаз, тогда UA
=UB
=UC
- фазные напряжения одинаковы;
Iф
=- фазные токи равны между собой;
CosjA
=cosjB
=cosjC
=- сдвиг фаз между напряжениями и токами в фазах одинаковы;
j=arccos,
где Хрф
- реактивное сопротивление фазы нагрузки;
Zф
=- полное сопротивление фазы нагрузки;
Векторная диаграмма при симметричной активно-индуктивной нагрузке приведена на Рис. 1. Ток в нейтральном проводе при симметричной нагрузке: IN
=IA
+IB
+IC
=0, следовательно при симметричной нагрузке нулевой провод NN не нужен.
2) если ZA
=ZB
=ZC
или jА
=jВ
=jС
, либо эти два условия выполняются вместе, то нагрузка будет несимметричной.
При несимметричной нагрузке и наличии нейтрального провода, ток IN
=IA
+IB
+IC
=0;
UA
=UB
=UC
=UФ
- при наличии нейтрального провода фазные напряжения одинаковы;
IA
=; IB
=; IC
=- фазные токи не равны по величине и определяются по закону Ома.
Ток в нейтральном проводе можно определить графически, векторным сложением:
IN
=IA
+IB
+IC
При несимметричной нагрузке наличие нулевого провода обязательно! При обрыве его IN
=0. В этом случае токи фаз IA
, IB
, IC
должны изменится так, чтобы их векторная сумма оказалась равной нулю: IA
+IB
+IC
=0
При заданных сопротивлениях нагрузки ZA
, ZB
, ZC
, токи могут изменятся за счет изменения фазных напряжений. Следовательно, обрыв нулевого провода приведет к изменению фазных напряжений, что недопустимо, т.к. приемники окажутся под напряжением, отличающимся от номинального. Поэтому важно опрощать внимание на целостность нулевого провода.
Активная мощность трёхфазного приёмника при симметричной нагрузке может быть выражена так: Р= 3 Рф
= 3Vф
Iф
cos jф
или Р = cosjф
Активная мощность трёхфазного приёмника при несимметричной нагрузке определяется так:
Р = РА
+ Рв
+ Рс
где
РА
= VA
IA
cosjA
активные мощности
PB
= VB
IB
cosjB
фаз А, В, С соответственно.
Pc
= Vc
Ic
cos jc
Однофазные приёмники можно включать в трёхфазную четырехпроходную сеть как на фазное UФ
, так и на линейное UА
напряжение, что позволяет питать от одной сети приёмники, рассчитаны на номинальные напряжения, отличающиеся друг от друга в раз (380/220в; 220/127в)
Ход работы
1. Собрать схему и соединить в звезду с симметрично нагрузки во всех трёх фазах.
Рис. 2 - Где РА1
- комбинированный прибор 43101; РV1
- комбинированный прибор Ц4342; R1
- резистор 680 Ом (470 Ом); R2
- резистор 680 Ом (680 Ом); R3
- резистор 680 Ом (1 КОм);SA1
- тумблер ТМ 1-1
2. Подключить схему к клеммам трехфазного генератора.
3. Измерить линейные и фазные токи и напряжения:IA
, IB
, IC
- линейные и фазные токи (IA
=IФ
)
VA
, VB
,
VC
- фазные напряжения (В)
VAB
, VBC
, VCA
- линейные напряжения (В)
4. Проверить соотношения между линейными и фазными напряжениями при включенном и выключенном нулевом проводе.
5. Рассчитать активную мощность трехфазного приемника при симметричной нагрузке.
6. Данные расчетов и измерений свести в таблицу.
7. Изменить нагрузку в фазах так, чтобы во всех трех фазах была разная нагрузка (несимметричная).
8. Измерить линейные и фазные токи
IA
!
, IB
!
, IC
!
- линейные и фазные токи при несимметричной нагрузке.
VA
!
, VB
!
, VC
!
- фазные напряжения.
V!
AB
, V!
BC
, V!
CA
- линейные напряжения.
9. Проверить соотношение между линейными и фазными напряжениями при включенном и выключенном нулевом проводе.
10. Рассчитать активную мощность трехфазного приемника при несимметричной нагрузке.
11. Данные расчетов и измерений свести в таблицу.
12. Построить векторные диаграммы при симметричной и несимметричной нагрузке по опытным данным.
13. Сделать вывод по работе.
Другие работы по теме:
Комплексный метод расчета цепи
Сопротивление в комплексном виде. Определение общего эквивалентного сопротивления цепи, токов в ветвях параллельной цепи и напряжения на ее участках. Сравнение полной мощности в цепи с суммой активных и реактивных мощностей на ее отдельных участках.
Исследование трёхфазной цепи при соединении нагрузки звездой
Главные особенности трёхфазной системы при соединении фаз звездой. Соотношение между линейными и фазными токами при включенном и выключенном нулевом проводе. Активная мощность трёхфазного приёмника при симметричной нагрузке. Построение векторных диаграмм.
ЭДС
Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Если два тела А и В , находящиеся под разными потенциалами соед. проводником А и В то по нему потечет ток, который через короткое время, когда потенциально уравняются, прекратится.
Виды соединений резисторов
Соотношения при последовательном соединении резисторов. Напряжение при последовательном соединении. Закон Ома для полной цепи и для ее участка. Второй закон Кирхгофа, его справедливость. Общее сопротивление при последовательном соединении резисторов.
Виды соединения резисторов Проверка I закона Кирхгофа
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Виды соединения резисторов. Проверка I закона Кирхгофа. Цель: проверить опытным путем справедливость соотношений при параллельном соединении резисторов, справедливость первого закона Кирхгофа.
Трехфазные электротехнические устройства
Особенности соединения источника энергии и приемника по схеме звезда и треугольник. Активная, реактивная и полная мощности трехфазной симметричной системы. Симметричная трехфазная цепь с несколькими приемниками. Несимметричный режим трехфазной цепи.
Трёхфазная цепь при соединении электроприемников треугольником
Общая характеристика трёхфазных систем при соединении фаз треугольником, их активная мощность. Особенности построения векторных диаграмма при симметричной и несимметричной нагрузке фаз. Проверка соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами.
Расчет трехфазных цепей
Схема замещения электрической цепи и положительные направления токов линий и фаз. Баланс мощностей для рассчитанной фазы. Активная, реактивная и полная мощность 3-х фазной цепи. Соотношения между линейными и фазными величинами в симметричной системе.
Расчет тока в линейных проводах и разветвленной цепи
Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.
Расчетные работы по электротехнике
ТипОвая расчетная работа №1. Дано: =110 В =0,2 Ом =0,4 Ом =1 Ом =60 В =50 В Найти: токи в ветвях тремя методами. Решение: Метод законов Кирхгофа. Запишем I закон Кирхгофа для узла А:
Нелинейные электрические цепи
Министерство общего и профессионального образования РФ Брянский государственный технический университет Кафедра “Электротехника и промышленная электроника”
Трехфазные трансформаторы изготовляют главным образом стержневыми
Трехфазные трансформаторы изготовляют главным образом стержневыми. Схема построения магнитопровода трехфазного стержневого трансформатора показана на рис. 102, а. Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены так, что их первичные и вторичные обмотки размещены на одном стержне сердечника, а другой стержень магнитопровода каждого трансформатора не имеет обмотки.
Реверсивный преобразователь
Временные диаграммы токов и напряжений в трехфазной нулевой схеме при сгорании предохранителя в цепи одного вентиля. Коэффициент сдвига первой гармоники потребляемого тока относительно напряжения питания, его зависимость от угла комутации и направления.
Электрические трехфазные цепи
Электрические трехфазные цепи. Получение трехфазной системы Э.Д.С. Трехфазная система электрических цепей представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют три синусоидальные Э.Д.С. одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе и создаваемые общим источником питания.
Состав домового электрощитка
Местом средоточения всея электрики в каждом доме или квартире является домовой электрический щит. Именно здесь при помощи различной аппаратуры происходит распределение электрической энергии по вашему жилищу.
Виды соединения резисторов. Проверка I закона Кирхгофа
Проверка справедливости соотношений при параллельном соединении резисторов и первого закона Кирхгофа. Особенности сопротивления приемников. Методика расчета напряжения и тока для различных соединений. Сущность закона Ома для участка и для всей цепи.
Синхронный генератор
Тесла построил синхронный генератор, в котором имелись три независимые катушки, расположенные пси углом 60° друг к другу. Такой генератор давал трехфазную систему токов, но требовал для передачи энергии шесть проводов.
Изучение соединения резисторов
Лабораторная работа. Изучить на практике признаки параллельного и последовательного и смешанного соединение резисторов.
Созвездие Рыб
Главная звезда альфа этого созвездия одновременно и его главная достопримечательность. В бинокль хорошо видно, что а Рыб - голубая горячая звезда с температурой поверхности около 10000 К.
Трехфазный ток
Определение трехфазного тока. Широчайшее распространение трехфазной системы переменного тока.