МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Тольяттинский государственный университет

Кафедра "Электроснабжение и электротехника"

Томникова Л.Г., Пичугина А.А., Шлыков С.В.

Материалы для студента

по изучению дисциплины

«Электротехника»

Модуль 3

Трехфазные цепи

Тольятти 2010

Содержание

Содержание 2

§ 3.2. Теоретические вопросы Модуля 3 4

§ 3.3. Задание Модуля 3 5

§3.4. Схемы к Модулю 3 6

§3.5. Методические указания к выполнению задания Модуля 3 6

§3.6. Методические указания к выполнению экспериментального исследования Модуля 3 8

§3.7. Лабораторное исследование к заданию Модуля 3 10

§3.8. Методические указания к компьютерному моделированию задания модуля 3 12

§3.9.2. Соединение в треугольник 21

§3.9.3. Активная, реактивная и полная мощность трехфазной системы 23

§ 3.9.4. Трехфазные цепи с несколькими приемниками в симметричном режиме 24

§ 3.9.5. Расчет сложной несимметричной цепи 26

§ 3.10. Вопросы для самопроверки 27

§ 3.11. Примеры тестов по материалу модуля 3 27

Литература 32

ЛИТЕРАТУРА 36

§3.1. График выполнения задания Модуля 3

№ недели	Аудиторные занятия	Самостоятельная работа
9	лекция	Изучение теоретического материала, вопросы 1-5. Подготовка к физическому исследованию. Выполнение пункта 1 задания.
10	лабораторная работа	Изучение теоретического материала, вопросы 6-8. Выполнение пункта 2 задания.
11	лекция	Изучение теоретического материала, вопросы 9-11. Выполнение пункта 3 задания.
11	компьютерное моделирование	Выполнение пунктов 4,5 задания.
12	Практическое занятие. Защита отчета по модулю	Выполнение пунктов 6,7 задания.
13	Тестирование.

§ 3.2. Теоретические вопросы Модуля 3

1. Повышение коэффициента мощности. Компенсация сдвига фаз. [1][2].

2. Трехфазная система ЭДС. [1], [2].

3. Устройство и принцип действия трехфазного генератора. [1], [2].

4. Основные схемы соединения трехфазных цепей. [1], [2], [3].

5. Определения: линейные и фазные напряжения и токи, смещение нейтрали, ток нейтрали. Соотношения между линейными и фазными величинами. [1], [2], [3].

6. Активная, реактивная и полная мощность трехфазной симметричной системы. [1], [2].

7. Измерение активной мощности трехфазной системы. [1], [2].

8. Расчет трехфазной цепи при соединении «звезда-звезда» с нулевым проводом. [1], [2], [3].

9. Расчет трехфазной цепи при соединении «звезда-звезда» без нулевого провода. [1], [2], [3].

10. Расчет трехфазной цепи при соединении «звезда-треугольник». [1], [2], [3].

11. Расчет симметричной трехфазной цепи с несколькими приемниками. [1], [2], [3].

§ 3.3. Задание Модуля 3

Цель задания: изучить способ искусственного улучшения коэффициента мощности. Пробрести навыки анализа электрического состояния трехфазных цепей.

Исходные данные: каждому студенту преподаватель выдает вариант задания, номер которого задается тремя цифрами. Первая цифра указывает вид нагрузки фаз (таблица 1). Вторая цифра – номиналы элементов нагрузки. Третья цифра соответствует обозначению линии и фазы для режимов: обрыв и короткое замыкание.

Получить вариант задания у преподавателя на обзорной лекции. На установочном практическом занятии согласовать пакет задач для самостоятельного решения.

Содержание и порядок выполнения задания:

1) К симметричной четырехпроводной системе питания с линейным напряжением  В, частотой  Гц подключить несимметричный трехфазный потребитель, фазные сопротивления которого заданы вариантом..

Изобразить схему электрической цепи. Рассчитать комплексное сопротивление фазы, содержащей катушку индуктивности, коэффициент мощности данной фазы.

2) Экспериментально определить величину компенсирующей емкости, при которой для фазы, содержащей катушку индуктивности (см. Методические указания к лабораторным исследованиям).

3) Изобразить схему четырехпроводной трехфазной цепи с учетом найденной компенсирующей емкости, включенной последовательно, и рассчитать:

• фазные напряжения и токи потребителя;

• ток в нулевом проводе;

• рассчитать соотношение между линейными и фазными напряжениями.

4) Методом компьютерного моделирования провести анализ электрического состояния трехпроводной трехфазной цепи, с включением потребителей по схеме «звезда» и четырехпроводной трехфазной цепи: определить напряжение смещения нейтрали, фазные напряжения и токи потребителя

• в номинальном режиме: схема с учетом найденной экспериментально компенсирующей емкости;

• при обрыве линии провода;

• при коротком замыкании одной фазы (см. Методические указания к виртуальному моделированию).

По данным исследования сделать выводы о независимости работы фаз трехфазных цепей.

5) Переключить нагрузку в треугольник и

• определить фазные и линейные токи нагрузки;

• оборвать линейный провод и определить фазные напряжения, фазные и линейные токи;

• оборвать фазу нагрузки и определить фазные напряжения, фазные и линейные токи;

Примечание: пункт 5 может выполняться аналитическим расчетом или виртуальным моделированием.

6) Провести сравнительный анализ потребителей и режимов работы трехфазных цепей.

7) Пакет решенных задач предъявить преподавателю, оформить отчет.

* Построить векторные диаграммы напряжений и токов для всех режимов работы трехфазных цепей.