КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Несимметричная нагрузка
Одним из наиболее часто встречающихся случаев несимметричного режима работы трехфазной цепи является соединение фаз несимметричного приемника по схеме звезда без нейтрального провода или с нейтральным проводом, комплексное сопротивление которого 
необходимо учитывать при расчете (рис. 3.5).
Рис.3.5. Соединение несимметричной нагрузки по схеме звезда (четырехпроводная цепь)
Система фазных э.д.с., фазных и линейных напряжений трехфазного генератора определяется его конструктивными особенностями. При любой нагрузке она всегда симметрична. Поэтому цепь на рис.3.5 имеет две нейтральные точки: симметричного генератора 
и несимметричного приемника 
- два узла цепи. Для расчета такой цепи следует применить метод двух узлов в комплексной форме. Комплексное значение напряжения 
между нейтральными точками приемника и генератора называется напряжением смещения нейтрали. На основании метода двух узлов:
где 
, 
, 
- комплексные проводимости фаз приемника и нейтрального провода; 
– комплексные сопротивления фаз приемника и нейтрального провода.
При расчетах можно пренебречь внутренними сопротивлениями фаз генератора, и считать фазные напряжения 
и 
численно равными фазным э.д.с., тогда
Если совместить вектор 
с осью действительных величин и принять во внимание, что модули фазных напряжений равны друг другу, комплексные значения этих напряжений можно записать в виде:
,
где 
называется фазным множителем.
Фазные напряжения приемника определяются по второму закону Кирхгофа для трех контуров
По закону Ома в комплексной форме фазные токи и ток в нейтральном проводе соответственно равны:
Мощность трехфазной несимметричной нагрузки определяется как сумма мощностей каждой фазы.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка представляет собой стенд, на котором размещены измерительные приборы, кнопки «ВКЛ» и «ВЫКЛ» для включения и выключения стенда (рис. 3.6), кнопочные выключатели ламп накаливания, при помощи которых имитируется симметричная и несимметричная нагрузка фаз, а также отключение одной из фаз приемника, и ключ B2, замыкающий и размыкающий цепь нейтрального провода. Приемниками в исследуемой цепи являются лампы накаливания, установленные на стенде.
Амперметры А1, А2, А3 и А0 измеряют линейные токи в линейных проводах и ток в нейтральном проводе соответственно: 
.
Вольтметр с проводами служит для поочередного измерения линейных и фазных напряжений приемника: 
Рис. 3.6. Электрическая схема установки для изучения режимов работы трехфазной цепи при соединении приемников звездой
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой и записать паспортные данные электроизмерительных приборов в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Паспортные данные электроизмерительных приборов
| № п/п | Наименование прибора | Заводской номер | Система | Род тока | Класс точности | Предел измерения | Цена деления |
2. Ознакомиться с приемником и способами изменения нагрузки фаз.
3. Собрать электрическую цепь в соответствии со схемой (рис.3.6).
4. После проверки преподавателем правильности сборки схемы, включить одинаковое (по 5 в каждой фазе) количество ламп и произвести измерения токов и напряжений сначала при разомкнутом (трехпроводная цепь), а затем при замкнутом (четырехпроводная цепь) выключателе В2. Данные измерений занести в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Экспериментальные данные трехфазной цепи при различной нагрузке фаз, соединенных звездой
| Характеристика приемников | Характеристика трехфазной цепи | Ток, А | Фазные напряжения, В | Линейные напряжения, В | ||||||
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| ||
| Симметричная нагрузка | 3-х проводная | |||||||||
| 4-х проводная | ||||||||||
| Несимметричная нагрузка | 3-х проводная | |||||||||
| 4-х проводная | ||||||||||
| Отключена одна фаза | 3-х проводная | |||||||||
| 4-х проводная |
5. Включить в каждой фазе разное количество ламп для проведения опыта несимметричной нагрузки фаз. Данные измерений занести в табл. 3.2.
6. Отключить все лампы в одной фазе, в двух других включить их одинаковое количество. Данные измерений занести в табл. 3.2
7. Найти среднеарифметическое для 3-х фаз значения фазных 
и линейных 
напряжений в 4-х проводной цепи и для какой либо фазы при 3-х проводной цепи. Найти отношения 
для этих случаев.
8. Вычислить для 4-х проводной цепи ток 
в нейтральном проводе, зная, что 
, и сравнить с измеренными значениями .
9. По опытным данным построить векторные диаграммы токов и напряжений для всех шести случаев.
Примечание: для построения векторных диаграмм необходимо выбрать масштабы напряжений 
и токов 
. Затем с помощью циркуля строиться треугольник линейных напряжений 
в выбранном масштабе. Из вершин 
треугольника линейных напряжений
Радиусами в выбранном масштабе 
соответственно, делаются засечки. Точка их пересечения является нейтральной точкой приемника и началом векторов фазных напряжений.
Радиусом, равным 
источника, проводят засечки из вершин треугольника линейных напряжений и находят точку, которая является началом векторов 
(фазных ЭДС источника) и нейтралью источника N.
Расстояние от до в масштабе – вектор напряжения смещения нейтрали 
. По направлению полученных векторов фазных напряжений приемника откладывают в масштабе векторы фазных токов 
(угол 
в этом случае равен нулю, т.к. лампы накаливания представляют собой чисто активную нагрузку фаз).
Порядок построения векторной диаграммы токов и напряжений в четырехпроводной цепи при этой же нагрузке такой же, что и в трехпроводной. Отличие лишь в том, что в этом случае сумма векторов фазных токов дает в масштабе вектор тока в нейтральном проводе 
.
Содержание отчета
В отчете должны быть представлены:
1) цель работы;
2) паспортные данные электроизмерительных приборов;
3) рабочая схема исследуемой цепи (рис. 3.6);
4) таблица результатов исследований;
5) векторные диаграммы токов и напряжений, соответствующие результатам исследований;
6) выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Какое соединение фаз называется звездой? Знать определение и схему.
2. Каковы соотношения между линейными и фазными напряжениями приемников, соединенных звездой в случае:
а) симметричной нагрузки?
б) несимметричной нагрузки в 4-х проводной цепи?
в) несимметричной нагрузки в 3-х проводной цепи?
3. Как изменятся токи в фазах симметричного приемника, соединенного звездой, при обрыве линейного провода А в случае:
а) отсутствия нейтрального провода?
б) наличия нейтрального провода?
4. В чем заключается роль нейтрального провода?
5. Напишите формулу для определения тока в нейтральном проводе.
6. Определите ток в нейтральном проводе, если =220В, сопротивление фазы «а»-активное, фазы «в»-индуктивное, фазы «с»-емкостное и 
Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 210; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |