При соединении приемников треугольником

Цель работы— проверить соотношение между действующими значениями линейных и фазных токов при симметричных и несимметричных приемниках; построить векторные диаграммы напряжений и токов при симметричных и не симметричных приемниках, изучить влияние обрыва линейного провода на режим работы приемника; построить векторную диаграмму напряжений и то­ков при обрыве линейного провода,

6.1. Пояснения к работе

При соединении приемников треугольником фазные токи не равны ли­нейным. Линейные токи можно определить по фазным, составив уравнение по первому закону Кирхгофа для узлов a, b, c (рис. 6.I):

I_A = I_ab - I_ac; I_В = I_bc - I_ab; I_С = I_ca - I_bc; (6.1)

По (6.1) определяют графически линейные токи, для чего пользуются векторной диаграммой фазных токов.

Порядок построения векторной диаграммы следующий.

Задаются плоскостью комплексных чисел, для чего проводят оси действительных и мнимых чисел. Рекомендуется проводить ось действительных чисел под углом 60° к горизонтальному краю листа (рис. 6.1,а).

Векторы напряжения U_ab направляют по оси действительных чисел, затем с учетом сдвига фаз под углом +120° строят вектор U_ca и под углом -120° вектор U_bc.

В фазу bc включено активное сопротивление, поэтому вектор фазного тока I_bc совпадает по фазе с U_bc. Вектор I_ca проводят под углом +90° по отношения к U_ca. вследствие того, что в фазе ca включена емкость.

В фазу ab включена катушка индуктивности, комплексное сопро­тивление которой

(6.2)

Фазный ток

(6.3)

где ; ; ; и определяют по векторной диаграмме

, для чего необходимо исследовать последовательную цепь, содержащую реальную катушку индуктивности и резистор R1 (рис. 6.2,б).

Рис. 6.1. Схема трехфазной цепи при соединении фаз несимметричного приемника треугольником (а); векторная диаграмма токов и напряжений мой цепи (б)

Рис. 6.2. Схема цепи для определения активного Rk и реактивного Хk сопротивлений катушки индуктивности (а); векторная диаграмма для определения Rk (б).

6.2. Выполнение работы

6.2.1. Подготовка к работе

При подготовке к лабораторной работе студент обязан выполнить следующие требования:

изучить по материалам конспекта лекций и по учебнику раздел "Соединение элементов трехфазной цепи треугольником";

освоить построение векторных диаграмм для цепи с симметричными и несимметричными приемниками;

получить у преподавателя номер варианта (табл. 6,1) и заполнить табл. 6.2.

Приготовить протокол по форме.

6.2.2. Выполнение исследований

1. Собрать схему (рис. 6.3) для исследования цепи с активной симметричной нагрузкой и в фазы приемника ab, bc, ca включить элементы наборного поля согласно заданному варианту. Номера элементов выбрать по табл. 6.1.

2. Выполнить опыт №1. Измерить фазные и линейные токи, фазные напряжения, данные занести в табл. 6.3.

З. Собрать схему для исследования цели с несимметричной нагрузкой. В фазы приемника включить элементы, номера которых для каждого варианта выбрать по табл. 6.1.

4. Провести опыты № 2-4. Измерить линейные и фазные токи и напря­жения, данные занести в табл. 6.3.

5. Провести опыт для определения активного Rk и реактивного Хk сопротивлений катушки индуктивности. Для этого собрать цепь (рис.6.2.a ), подключить ее к фазному напряжению U_A , подать на исследуемую цепь напряжение U, измерить U_Rи U_K, I_K. Данные измерений занести в табл. 6.4.

6. Рассчитать мощности всех фаз и общую мощность цепи, данные расчетов занести в табл. 6.5.

7. Построить векторные диаграммы токов и напряжений для всех про­деланных опытов 1-4,

6.3. Контрольные вопросы

1. В чем преимущества приемников, соединенных треугольником?

2. Как определяют линейные и фазные токи?

3. Как определяют напряжения и токи в симметричном приемнике при обрыве линейного провода и коротком замыкании одной из фаз?

4. Как изменится активная мощность симметричного трехфазного приемника при переключении его фаз с треугольника на звезду?

5. Способы повышения коэффициента мощности симметричных трехфазных приемников.