31
-резонансной частоте,
-410 Гц.
По результатам пункта 3 построить характеристики I(C), Uк(С), UС(C).
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1.Программа работы.
2.Схемы соединений.
3.Таблицы наблюдений и вычислений.
4.Примеры вычислений.
5.Резонансные кривые по п.1, 3 программы.
6.Частотные характеристики по п.2, 4 программы.
7.Выводы по работе.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Теоретические основы электротехники: Учеб. для вузов 5-е изд /К. С. Демирчян и др. – СПб: Питер, Т. 1, 2009. - 512 с.
2.Атабеков Г.И. Основы теории цепей. www.lanbook.ru.
3.Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей. www.lanbook.ru.
4.Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. линейные электрические цепи. www.lanbook.ru.
Составитель: профессор Ким К.К. ст. преп. Ткачук А.А.
32
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ТРЕУГОЛЬНИКОМ
Цель работы – исследование работы приемника трехфазной цепи при его соединении «треугольником».
СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
Трехфазная цепь – это совокупность трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС, одинаковые по амплитуде и частоте и сдвинутые по фазе на угол 120° друг относительно друга и создаваемые общим источником энергии.
Каждую отдельную цепь, входящую в трехфазную цепь принято называть фазой. Таким образом, термин "фаза" имеет в электротехнике два значения: первое – аргумент синусоидально изменяющейся величины, второе
– часть многофазной системы электрических цепей. Трехфазная цепь является частным случаем многофазных систем переменного тока.
Широкое распространение трехфазных цепей объясняется рядом их преимуществ по сравнению как с однофазными, так и с другими многофазными цепями: экономичность производства и передачи энергии по сравнению с однофазными цепями; возможность сравнительно простого получения кругового вращающегося магнитного поля, необходимого для трехфазного асинхронного двигателя; возможность получения в одной установке двух эксплуатационных напряжений – фазного и линейного.
Существуют различные способы соединения фаз трехфазных источников и трехфазных потребителей электроэнергии. Наиболее распространенными являются соединения "звезда" и "треугольник". При этом способ соединения фаз источников и фаз потребителей в трехфазных системах могут быть различными. Фазы источника обычно соединены "звездой", фазы потребителей соединяются либо "звездой", либо "треугольником".
Схемы |
соединения |
обмоток |
источников |
питания (генератора) и |
|
приемников |
не зависят друг от друга. |
В одной и той же цепи могут быть |
|||
источники |
питания и |
приемники |
с |
разными |
схемами соединений. В |
трехфазных системах различают фазные и линейные напряжения, фазные и линейные токи.
Линейными ЭДС называют напряжения между выводами фаз источника, соединенных треугольником (точками A, B и C на рис. 1): ĖAB, ĖBC, ĖCA.
.Напряжения между линейными проводами и токи в них называют линейными напряжениями. Соединение «треугольником» осуществляется путем последовательного подключения конца одной фазы приемника к началу другой и соединения точек а, b, c линейными проводами с выводами фаз генератора А, B, C (рис. 1).
33
При способе соединения "треугольник" фазы приемника именуют двумя символами в соответствии с линейными проводами, к которым данная фаза подключена: фаза "ab", фаза "bc", фаза "ca". Параметры фаз обозначают соответствующими индексами: Zab, Zвс, Zса.
Рис. 1. Схема трехфазной цепи при соединении фаз источника и приемника треугольником
Если сопротивления ZA, ZB, ZC проводов, соединяющих приемник с генератором, малы и ими можно пренебречь, напряжения на фазах приемника равны линейным напряжениям генератора:
U̇ab=ĖAB, U̇bc=ĖBC, U̇ca=ĖCA. (1)
Тогда ток в любой из фаз приемника будет зависеть только от сопротивления данной фазы:
|
̇ |
̇ |
|
̇ |
||
İab = |
|
; ; İbc = |
|
; İab = |
|
. (2) |
|
Z |
|
||||
|
Z |
|
Z |
|||
|
|
|
|
|
||
В этом случае говорят, что фазы приемника работают независимо друг от друга.
Если сопротивлениями в линейных проводах пренебречь нельзя, то образующиеся на них падения напряжения
̇ |
̇ |
̇ |
(3) |
Ua= İA∙ZA; |
Ub= İB∙ZB; |
Uc= İC∙ZC , |
что обусловливает изменения фазных напряжений на приемнике, в результате равенства (1) перестают выполняться.
34
Применив к контурам цепи схемы рис. 1 второй закон Кирхгофа, получим:
̇ |
̇ |
̇ ̇ |
̇ |
̇ ̇ |
̇ |
̇ |
Uab = ĖAB - |
Ua + |
Ub, Ubc = ĖBC - |
Ub + |
Uc, Uca= ĖCA - |
Uc + |
Ua. (4) |
Всоответствии с формулой (2), изменятся и фазные токи в нагрузке.
Вэтом случае изменение сопротивления в одной из фаз повлечет за собой изменение тока не только в данной фазе, но и в других фазах вследствие изменений напряжения в линейных проводах и связанных с этим фазных напряжений приемника.
Таким образом, при наличии сопротивлений в линейных проводах работа всех фаз приемника становится зависимой друг от друга.
Рис. 2. Схема лабораторной установки
ПРОГРАММА РАБОТЫ
1.Исследовать работу приемника, соединенного треугольником, при отсутствии сопротивлений ZA., ZB, ZC в линейных проводах.
2.Исследовать работу приемника, соединенного треугольником, при наличии сопротивлений в линейных проводах.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Работа выполняется по схеме рис. 2.
На рис. 2 WI, WII- ваттметры, измеряющие мощность, потребляемую приемником и сопротивлениями линейных проводов;
Z.A, ZB, ZC сопротивления линейных проводов; Zab, Zbc, Zca сопротивления фаз приемника;
Аа, Ав, Ас – амперметры, измеряющие линейные токи; Ааb, Аbс, Аса – амперметры, измеряющие фазные токи; V– вольтметр для измерения напряжений.
Исследование по первому пункту программы ведется при выключенных
35
сопротивлениях в линейных проводах. Для этого после сборки схемы, изображенной на рис. 2, на сопротивления ZA., ZB, ZC накладываются закорачивающие проводники. При выполнении второго пункта эти проводники снимаются. В каждом пункте программы работа приемника исследуется при:
1)одинаковой нагрузке фаз;
2)разгрузке одной фазы;
3)разгрузке двух фаз;
4)любой неодинаковой нагрузке фаз.
Данные опытов заносятся в табл. 1 и 2. Таблица 1
Измерения в схеме без учета сопротивлений линии (пункт 1 программы)
Нагруз |
U |
U |
U |
I |
I |
I |
I |
I |
I |
W |
W |
ка |
ab, |
bc, |
ca, |
ab, |
bc, |
ca, |
A, |
B, |
C, |
I, |
II, |
|
В |
В |
В |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
В |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
т |
Симме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отклю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фаза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ab |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отклю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чены |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 фазы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Несим- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метрич |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.
Измерения в схеме с учетом сопротивлений линии(пункт 2 программы)
Нагруз
ка
Симме т- ричная
Отклю
чена
фаза ab
Отклю
чены 2 фазы
Несим
Ua В,b |
Ub В,c |
Uc В,a |
В,Ua |
В,Ub |
В,Uc |
Ia Ab, |
Ib Ac, |
Ica A, |
I |
A |
I |
A |
I |
A |
W |
Вт, |
W |
Вт, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
, |
|
, |
|
I |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
B |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|