Лабораторная работа № 7 исследование трехфазной цепи при соединении приемников звездой
Цель работы – изучение экспериментальных и расчётных методов анализа симметричных и несимметричных режимов работы трёхфазной цепи при соединении приёмников звездой.
Программа работы
1. Выполнить задание на подготовку к лабораторной работе.
2. Исследовать симметричный и несимметричный режимы работы трёхфазной цепи при соединении приёмников звездой с нулевым проводом.
3. Исследовать симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи при соединении приёмников звездой без нулевого провода.
Описание лабораторной установки
Исследуемая трёхфазная цепь (рис.1) подключается к выходным зажимам автоматического выключателя QF. В каждый линейный и нулевой проводники включены шунтовые резисторы с сопротивлением 1 Ом, которые служат для косвенного измерения тока. Напряжение на Rш численно равно току в данной ветви. В работе исследуется соединение приёмников звездой с нулевым проводом и без нулевого провода. Нулевой провод подключается с помощью ключа S. В качестве приёмников используются активные сопротивления и ёмкость, которые выполнены в виде наборов резисторов и конденсаторов.
рис. 1
Задание на подготовку к лабораторной работе
1. Изучить раздел курса электротехники, в которой рассматривается анализ трёхфазных цепей при соединении приёмников звездой.
2. Подготовить бланк протокола, соответствующий программе выполнения лабораторной работы.
3. Построить две векторные диаграммы напряжений и токов для произвольного несимметричного режима работы трёхфазной цепи при соединении приёмников звездой с нулевым проводом и без него.
4. Подготовить ответы на контрольные вопросы.
Порядок выполнения экспериментальной части
1. Ознакомиться с оборудованием и измерительными приборами, необходимыми для проведения эксперимента.
2. Собрать электрическую цепь, соответствующую схеме замещения (рис.1), используя в качестве приёмников zф набор сопротивлений Rф. Установить симметричную нагрузку (Ra = Rb = Rc) и показать схему преподавателю или лаборанту.
3. Замкнуть ключ S, включить напряжение с помощью автоматического выключателя QF и измерить линейное напряжение Uл, фазные напряжения приёмника Ua, Ub, Uc, фазные токи Ia, Ib, Ic и ток в нулевом проводе In. Убедиться, что в симметричном режиме . Полученные значения занести в таблицу.
4. Отключить нулевой провод и повторить предыдущие измерения, дополнительно измерив смещение нейтрали UnN. Полученные значения напряжений и токов занести в таблицу.
5. Исследовать несимметричные режимы работы трёхфазной цепи с нулевым проводом и без нулевого провода, уменьшая и увеличивая сопротивление в заданной преподавателем фазе. Полученные значения напряжений и токов занести в таблицу.
6. Исследовать режим холостого хода в заданной фазе трёхфазной цепи с нулевым проводом и без него. Полученные значения напряжений и токов занести в таблицу.
7. Исследовать режим короткого замыкания в заданной фазе трёхфазной цепи без нулевого провода. Полученные значения напряжений и токов занести в таблицу.
8. Исследовать несимметричный режим работы трёхфазной цепи с нулевым проводом и без нулевого провода, включив в заданную фазу вместо сопротивления Rф конденсатор, выбрав его ёмкость С равной 20 - 40 мкФ. Полученные значения напряжений и токов занести в таблицу.
9. По экспериментальным данным построить векторные диаграммы напряжений и токов (см. Приложение), для режимов, указанных в таблице.
10. По результатам физического эксперимента сделать выводы.
Таблица
Режим | Нулевой провод | Напряжения, В | Токи, мА | Диаграмма | ||||||
Ua | Ub | Uc | UnN | Ia | Ib | Ic | In | |||
Симметричная нагрузка | вкл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
откл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Уменьшенное сопротивление фазы…… | вкл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
откл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Увеличенное сопротивление фазы…… | вкл. |
|
|
|
|
|
|
|
| + |
откл. |
|
|
|
|
|
|
|
| + | |
Холостой ход в фазе…….. | вкл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
откл. |
|
|
|
|
|
|
|
| + | |
К. з. в фазе…….. | откл. |
|
|
|
|
|
|
|
| + |
Конденсатор в фазе……. | вкл. |
|
|
|
|
|
|
|
| + |
откл. |
|
|
|
|
|
|
|
| + |
Контрольные вопросы
1. Каково соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями в симметричной трёхфазной цепи при соединении приёмников звездой ?
2. Каково назначение нулевого провода ?
3. Чему равен ток в нулевом проводе ?
4. Как вычислять мощность, потребляемую трёхфазной цепью при соединении приёмников звездой ?
5. Почему опыт короткого замыкания в одной из фаз можно проводить только при отключенном нулевом проводе ?
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. Векторная диаграмма напряжений для соединения приёмников звездой без нулевого провода строится методом засечек. Откладываются в масштабе напряжений из точки N три вектора фазных напряжений трёхфазного генератора UA, UB, UC. Из концов построенных векторов делаются засечки радиусами, равными соответственно фазным напряжениям приёмника Ua, Ub, Uc. Точка пересечения трёх засечек с некоторой погрешностью даёт точку n, которая определяет положение вектора напряжения смещения нейтрали UnN и положения векторов Ua, Ub, Uc. Диаграмма токов строится относительно векторов фазных напряжений нагрузки.
- Электротехника
- Введение
- Лабораторная работа № 1 исследование двухпроводной линии передачи электрической энергии
- Лабораторная работа № 2 исследование активного двухполюсника
- Лабораторная работа № 3 исследование нелинейных электрических цепей постоянного тока
- Лабораторная работа № 4 исследование электрических цепей переменного тока с реальной катушкой индуктивности
- Лабораторная работа № 5 исследование режимов работы неразветвлённой электрической цепи переменного тока
- Лабораторная работа № 6 исследование режимов работы разветвленной электической цепи переменного тока
- Лабораторная работа № 7 исследование трехфазной цепи при соединении приемников звездой
- Лабораторная работа № 8 исследование трёхфазной цепи при соединии приемников треугольником
- Лабораторная работа № 9 исследование катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником
- Лабораторная работа № 10 исследование однофазного tpahсфорmatоpa
- Лабораторная работа №11 исследование генератора постоянного тока независимого возбуждения
- Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 12 исследование двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- Лабораторная работа № 13 исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- Лабораторная работа № 14 исследование однофазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- Контрольное задание
- Порядок выполнения экспериментальной части
- Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 15 исследование однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя
- Лабораторная работа № 16 исследование тиристорного электропривода постоянного тока по системе тп - д
- Лабораторная работа № 17 маркировка зажимов статора асинхронного короткозамкнутого двигателя