Исследование распределения линейных и фазных токов, напряжений и мощностей в симметричной схеме из последовательно включенных резисторов и катушек

Сборка схемы (рис. 6)

Порядок выполнение работы

План работы

1. Сборка трехфазной симметричной цепи из резисторов, соединенных звездой.

2. Исследование распределения линейных и фазных токов, напряжений и мощностей в симметричной схеме, построение векторной диаграммы.

3. Исследование распределения линейных и фазных токов, напряжений и мощностей в несимметричной схеме без нулевого провода, построение векторной диаграммы.

4. Исследование распределения линейных и фазных токов, напряжений и мощностей в несимметричной схеме с нулевым проводом, построение векторной диаграммы.

5. Исследование распределения линейных и фазных токов, напряжений и мощностей в симметричной схеме из последовательно включенных резисторов и катушек, построение векторной диаграммы.

6. Составление отчета по работе, включающее название и цель работы, схемы работы, результаты измерений и осциллограммы токов и напряжений, векторные диаграммы, ответы на вопросы.

Рис. 6. Симметричная цепь трехфазного тока при соединении активных сопротивлений звездой.

Сопротивления элементов , и установите равными, а значение возьмите из таблицы в соответствии с номером Вашего варианта:

Номер варианта
, Ом

Номер варианта
, Ом

2. Исследование распределения линейных и фазных токов,
напряжений и мощностей в симметричной схеме

При симметричном режиме работы все напряжения источника равны и равны все три сопротивления электроприемника. А при соединении в звезду фазные токи равны линейным, а линейные напряжения в раз больше фазных: , .

Включите схему. На основе показаний вольтметров и амперметров постройте в масштабе векторную диаграмму токов и напряжений. Угол между фазными напряжениями определите на основе показаний осциллографа. Определите по векторной диаграмме углы между фазными и линейными напряжениями. Изменится ли режим работы, если отключить нулевой провод?

3. Исследование распределения линейных и фазных токов,
напряжений и мощностей в несимметричной схеме без нулевого провода

Создайте несимметрию в цепи путем уменьшения сопротивления вдвое, отключите нулевой провод от нейтрали электроприемника, включите в разрыв между нейтралью электроприемника и заземлением цепи вольтметр U6 (рис. 7).

Рис. 7. Несимметричная цепь трехфазного тока при соединении активных сопротивлений звездой без нулевого провода.

Включите схему. На основе показаний вольтметров и амперметров постройте в масштабе векторную диаграмму токов и напряжений. Определите по векторной диаграмме углы между фазными напряжениями, между фазными и линейными напряжениями. Что нужно сделать, чтобы выровнять фазные напряжения на нагрузке?

4. Исследование распределения линейных и фазных токов,
напряжений и мощностей в несимметричной схеме с нулевым проводом

Подсоедините к нейтрали того же несимметричного электроприемника нулевой провод (рис. 8).

Рис. 8. Несимметричная цепь трехфазного тока при соединении активных сопротивлений звездой с нулевым проводом.

Включите питание. Распределение фазных токов, как видим, осталось несимметричным, однако значения фазных напряжений стали одинаковыми. В нулевом проводе появился ток: .

На основе показаний вольтметров и амперметров постройте в масштабе векторную диаграмму токов и напряжений. Определите по векторной диаграмме углы между фазными напряжениями и токами, между фазными и линейными напряжениями. Что нужно сделать, чтобы ток в нулевом проводе обратился в нуль?

Присоединение нейтрали к нулевому проводу эквивалентно непосредственному включению каждого из элементов электроприемника , и параллельно к соответствующему источнику напряжения. По этой причине напряжения на них становятся одинаковыми и равными напряжению источника.

Рассмотрим теперь наиболее общий случай трехфазного электроприемника имеющего индуктивно-активный характер. Такие электроприемники имеют наибольшее распространение. К ним относятся трехфазные электродвигатели переменного тока, трехфазные трансформаторы, технологическое оборудование и т. д.

Соберите для исследования схему, подобную предыдущей, включив в каждую фазу последовательно с резистором катушку индуктивности. Значения активных сопротивлений и индуктивностей возьмите из таблицы в соответствии с номером Вашего варианта:

Номер варианта
, Ом
, мГн

Номер варианта
, Ом
, мГн

В одну из фаз включим датчик тока V4, который позволяет наблюдать характер изменения тока (рис. 9).

Рис. 9. Симметричная цепь трехфазного тока при соединении последовательно включенных резисторов и катушек звездой.

Включите схему. С помощью осциллографа определите угол между током и напряжением на нагрузке. На основе показаний амперметров и вольтметров постройте в масштабе векторную диаграмму токов и напряжений. Угол между током и напряжением в каждой фазе нагрузки определите по векторной диаграмме и рассчитайте по формуле: , где . Сравните полученные результаты.

Рассчитайте активную, реактивную и полную мощность одной фазы и всей нагрузки. Составьте уравнения баланса мощностей. Чему равен угол между фазным напряжением источника и линейным током?

Дата добавления: 2015-05-06