Исследование трехфазных электрических цепей (96
..pdfCopyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
S17. . . S26 — выключатели в батарее конденсаторов (ВКЛ — вверх);
L2 — катушка индуктивности;
А3, А4, А5, А6 — амперметры электромагнитной системы, номинальные величины которых зависят от положения переключателей под приборами (0,1 А, 0,5 А, 1 А);
R12. . . R15 — резисторы, Ом;
V3, V4, V5 — вольтметры электромагнитной системы, номинальные величины которых зависят от положения переключателей под приборами (75 В, 250 В);
W1/W2 — ваттметр электродинамической системы, номинальная величина прибора: при нажатой кнопке — 75 Вт, при отжатой кнопке — 150 Вт;
S1 — выключатель, подающий питание на стенд;
S13 – выключатель, подающий напряжение на схему.
3. ЗАДАНИЯ
Задание 1. Исследовать трехфазный источник электрической цепи. Определить соотношения линейных и фазных напряжений источника.
Для выполнения задания необходимо:
1.1.Подать напряжение на стенд, включив выключатель S1.
1.2.Подключить вольтметры V3, V4, V5 для измерения линей-
ных напряжений источника UAB, UBC, UAC соответственно рис. 10 (переключатели под вольтметрами установить на 75 В, под амперметрами — на 0,5 А).
1.3.Включить выключатель S13. Показания вольтметров занести в табл. 1.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерено |
Вычислено |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Линейные напряжения |
Фазные напряжения |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UAB, |
UBC, |
UCA, |
UA, В |
UB, В |
UC, В |
Uл/Uф |
|
В |
В |
В |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 10
1.4.Выключить выключатель S13.
1.5.Подключить вольтметры V3, V4, V5 для измерения фазных напряжений источника UА, UВ , UС соответственно рис. 11.
Рис. 11
1.6.Включить выключатель S13. Показания вольтметров занести в табл. 1.
1.7.Обесточить цепь (выключить выключатель S13 и тумб-
лер S1).
1.8.Рассчитать соотношение между линейными и фазными напряжениями источника. Результат занести в табл. 1.
Задание 2. Исследовать режимы работы цепи с потребителями, соединенными звездой. Рассмотреть случаи симметричной и несимметричной нагрузки при наличии нейтрального провода и без нейтрального провода.
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для выполнения задания необходимо:
2.1. Собрать электрическую схему (рис. 12) и предъявить ее для проверки преподавателю.
Рис. 12
2.2. Включить выключатели S1 и S13. Установить симметричную активную нагрузку в фазах (см. рис. 12). Измерить фазные напряжения и токи, активную мощность потребителя. Результаты измерений записать в табл. 2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерено |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина |
|
|
UA |
UB |
UC |
IA |
IB |
IC |
IN |
UnN |
PW |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Размерность |
|
|
В |
В |
В |
А |
А |
А |
А |
В |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Без |
нейтраль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Симметричная |
ного провода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
нейтраль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ным проводом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Без |
нейтраль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Несимметричная |
ного провода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
нейтраль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ным проводом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|||
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Окончание табл. 2
Вычислено
Величина |
|
|
RA |
RB |
RC |
LA |
PA |
PB |
PC |
PΣ |
Размерность |
|
|
Ом |
Ом |
Ом |
Гн |
Вт |
Вт |
Вт |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
нейтральным |
|
|
|
|
|
|
|
|
Симметричная |
проводом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Без нейтрально- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
го провода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
нейтральным |
|
|
|
|
|
|
|
|
Несимметричная |
проводом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Без нейтрально- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
го провода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3.Исследовать случай с симметричной нагрузкой без нейтрального провода, разомкнув перемычку в нейтральном проводе. Произвести измерения, аналогичные п. 2.2. Результаты измерений занести в табл. 2.
У к а з а н и я. Напряжение UnN измерять вольтметром V3, подключая его вместо перемычки в нейтральном проводе. После измерения вольтметр вернуть в исходное положение.
2.4.Исследовать случай несимметричной нагрузки с нейтральным проводом. Установить в фазах А, В и C несимметричную нагрузку, восстановив перемычку в нейтральном проводе. Результаты измерений занести в таблицу.
У к а з а н и я. Можно, оставив в двух фазах нагрузку неизменной:
1)в фазе А включить катушку индуктивности L2, разомкнув перемычку над ней;
2)в фазе С включить резистор R14 (разомкнуть перемычку над ним), т. е. Rн = R14 + R15.
2.5.Исследовать случай несимметричной нагрузки без нейтрального провода (разомкнуть перемычку в нем). Результаты измерений записать в табл. 2.
У к а з а н и е. Напряжение UnN измерить вольтметром V3, включив его в место перемычки в нейтральном проводе.
2.6.Вычислить по результатам измерений табл. 2 Rф, Pф, PΣ. Сравнить расчетную РΣ и измеренную РW мощности. Результаты занести в табл. 2.
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.7.Построить векторные диаграммы в масштабе для случаев: симметричной нагрузки, несимметричной с нейтральным проводом и несимметричной без нейтрального провода.
2.8.Сделать вывод о назначении нейтрального провода при
несимметричной нагрузке.
Задание 3. Исследовать электрическую цепь с потребителями, соединенными треугольником. Рассмотреть случаи симметричной и несимметричной нагрузки.
Для выполнения задания необходимо:
3.1. Собрать электрическую схему рис. 13 и предъявить ее для проверки преподавателю.
Рис. 13
3.2.Включить выключатели S1 и S13.
3.3.Исследовать случай симметричной нагрузки. Установить
симметричную нагрузку в фазах. Измерить фазные напряжения, линейные и фазные токи потребителя. Результаты измерений занести в соответствующую строку табл. 3.
У к а з а н и я. Линейные токи необходимо измерять амперметром А6, поочередно включая его в линию вместо перемычки. Переключения осуществлять при отключенном источнике.
3.4. Исследовать случай несимметричной нагрузки. Измерить фазные напряжения, фазные и линейные токи потребителя. Результаты измерений занести в соответствующую строку табл. 3.
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3
Измерено
Величина |
UAВ |
UBС |
UCА |
IAВ |
IBС |
ICА |
IА |
IВ |
IС |
PW |
Размерность |
В |
В |
В |
А |
А |
А |
А |
А |
А |
Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Симметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Несимметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычислено |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||||||
Величина |
|
|
RAB |
RBC |
RCA |
PAB |
PBC |
PCA |
PΣ |
Iл/Iф |
Размерность |
|
|
Ом |
Ом |
Ом |
Вт |
Вт |
Вт |
Вт |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Симметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Несимметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У к а з а н и я. В фазе СА установить нагрузку Rн = R14+R15, для этого включить в фазу резистор R14 (удалить перемычку над ним).
3.5.Вычислить по результатам измерений табл. 3 Rф, Pф, PΣ и соотношение Iл/Iф для симметричной нагрузки. Результаты измерений занести в соответствующий столбец табл. 3.
3.6.Построить векторные диаграммы в масштабе для случаев симметричной и несимметричной нагрузки.
Задание 4. Изучить приборы, используемые в работе. Определить систему прибора, номинальную величину, класс точности и погрешность измерения. Заполнить табл. 4.
Таблица 4
Наимено- |
Условное |
Система |
Номиналь- |
Класс |
Абсолют- |
|
ная |
||||||
вание |
обозна- |
(прибо- |
ное |
точно- |
||
погреш- |
||||||
прибора |
чение |
ра) |
значение |
сти |
||
ность |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Амперметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вольтметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ваттметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Как называются напряжения в четырех- и трехпроводных трехфазных цепях?
2.Какие схемы соединения фаз имеют трехфазные потребите-
ли?
3.Как подключаются к трехфазной сети однофазные потреби-
тели?
4.Какая нагрузка называется симметричной? Каковы причины несимметричной нагрузки? Почему и каким образом ограничивается несимметричность нагрузки?
5.Каковы соотношения между линейными и фазными напряжениями потребителя при соединении фаз звездой и треугольником?
6.Почему и в каких случаях обрыв нейтрального провода является аварийным режимом?
7.Как определить активную мощность трехфазного потребителя по показаниям электроизмерительных приборов?
8.Поясните, как по данным электроизмерительных приборов построена каждая из векторных диаграмм в вашем отчете.
9.Как изменятся векторные диаграммы, если нагрузка будет активно-индуктивного, активно-емкостного характера?
10.Почему в паспортных данных трехфазных электродвигателей указывается два номинальных напряжения?
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1985.
2.Электротехника и электроника: В 3 кн. Кн. 1 / Под ред. В.Г. Герасимова. М.: Энергоатомиздат, 1996.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
1. |
Основные теоретические сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
3 |
2. |
Описание лабораторного стенда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
10 |
3. |
Задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
11 |
4. |
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
17 |
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
18 |
|
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Учебное издание
Сперанская Людмила Александровна Лаврентьев Владимир Владимирович Авдеева Татьяна Викторовна
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Редактор Е.К. Кошелева Корректор М.А. Василевская
Компьютерная верстка В.И. Товстоног
Подписано в печать 09.12.2009. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 1,4. Тираж 1500 экз. Изд. № 54.
Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.