Исследование трехфазных цепей

по дисциплине «Электротехника и электроника»

Вариант №84

Выполнил: ст. гр. БМС-13-01 ____________ К.С. Сидоров

(подпись, дата)

____________ В.И. Субханкулов

(подпись, дата)

Проверил: ассистент ____________ Р.Т. Хазиева

(подпись, дата)

УФА 2015

Цель работы:

1. Проверка основных соотношений между линейными и фазными токами и напряжениями для симметричного режима при соединении нагрузки звездой или треугольником.

2. Сравнение активной мощности, потребляемой нагрузкой, и линейных токов при переключении симметричной нагрузки со звезды на треугольник.

Расчет фазных напряжений источника и сопротивления нагрузки

Таблица 1 – Параметры схем для варианта №84

Eф = Ea = Eb = Ec, кВ	Rф = Ra = Rb = Rc, кОм
10.668	1.848

1.1 Проверка основных соотношений между линейными и фазными токами и напряжениями для симметричного режима при соединении нагрузки звездой или треугольником

Рисунок 1, а – Схема лабораторного макета (звезда)

Рисунок 1, б – Схема лабораторного макета (треугольник)

Таблица 2 – Данные по выполнению эксперимента

SA	нагрузка	Iл, А (Aлa)	Uл, В (Vлa)	Iф, А (Aфa)	Uф, В (Vфa)	P, Вт
	звезда	5.816	18.48∙103	5.773	10.67∙103	184.8∙103
	треугольник	17.38	18.48∙103		18.48∙103	554.4∙103

Выводы по работе

Для симметричной нагрузки приведенные формулы основных соотношений между линейными и фазными токами и напряжениями при соединении нагрузки звездой или треугольником являются верными.

Переключение нагрузки со звезды на треугольник приводит к увеличению выделяемой в нагрузке мощности. Мощность при переключении нагрузки со звезды в треугольник изменяется в 3 раза. Линейные токи при этом изменяются в 3 раза.

4.2.1

Рисунок 2а. Схема с Ra=Rb=Rc.

Рисунок 2б. Схема с 10Ra> Rb=Rc(4.2.2)

Рисунок 2в. Схема с емкостным сопротивлением(4.2.3)

Рисунок 2г. Схема с разомкнутым ключом SC (4.2.4)

Вывод: При наличии нейтрального провода фазные напряжения остаются одинаковыми при любой несимметричной нагрузке.

Рисунок 3а. Схема с Ra=Rb=Rc (4.3.1)

Рисунок 3б. Схема с 10Ra> Rb=Rc(4.3.2)

Рисунок 3в. Схема с емкостным сопротивлением(4.3.3)

Рисунок 3г. Схема с разомкнутым ключом SC (4.3.4)

Вывод: Смещение нейтрали появляется в трехфазной системе «звезда-звезда» при несимметричной нагрузке.

Рисунок 4а. Схема с Ra=Rb=Rc (4.4.1)

Рисунок 4б Схема с 10Ra> Rb=Rc(4.4.2)

Рисунок 4в. Схема с емкостным сопротивлением(4.4.3)

Рисунок 4г Схема с разомкнутым ключом SC (4.4.4)

Вывод: величина (ωt + α), стоящая под знаком косинуса, называется фазой колебаний. Постоянная α представляет собой значение фазы в момент времени t = 0 и называется начальной фазой колебания. С изменением начала отсчёта времени будет изменяться и α. Следовательно, значение начальной фазы определяется выбором начала отсчёта времени.

Амплитуда (обозначается буквой А) — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении. Неотрицательная скалярная величина, размерность которой совпадает с размерностью определяемой физической величины. Период колебаний – наименьший промежуток времени, за который система, совершающая колебания, совершает одно полное колебание (то есть возвращается в то же состояние, в котором находилась в начальный момент времени) Единицы измерения: секунда и, в принципе, вообще единицы измерения времени.

Период колебаний связан соотношением взаимной обратности с частотой:

Для волновых процессов период связан кроме того с длиной волны

Частота — физическая величина, характеристика периодического процесса, равна количеству повторений процессов в единицу времени. Рассчитывается, как отношение количества повторений процессов к промежутку времени, за которое они совершены. Стандартные обозначения в формулах — ν, f или F.

Единицей измерения частоты в Международной системе единиц (СИ) является герц. Частота обратно пропорциональна периоду колебаний: f = 1/T.

Мгновенное значение (ЭДС, напряжения или тока) – значение величины в данный момент времени. обозначается чаще всего маленькими буквами: e, u,i.

Амплитудное значение (ЭДС, напряжения или тока) – максимальное значение.

Действующее значение отличается от максимального тем, что оно меньше максимального в раз.

Обозначается действующее значение или без иднекса или с индексом "д"

Смысл действующего значения: при переменном токе (i) за период выделиться столько же тепла, сколько выделиться при действующем значении Iд.

Именно действующее значение показывают приборы, подключённые в цепь с переменным током.

Сдвиг фаз – разность между начальными фазами двух переменных величин, изменяющихся во времени периодически с одинаковой частотой. Сдвиг фаз является величиной безразмерной и может измеряться в радианах (градусах) или долях периода. При неизменном, в частности нулевом сдвиге фаз говорят о синхронности двух процессов, или о выполненной синхронизации двух источников переменных величин. В электротехнике сдвиг фаз между напряжением и током определяет коэффициент мощности в цепях переменного тока.

Векторная диаграмма – графическое изображение меняющихся по закону синуса (косинуса) величин и соотношений между ними при помощи направленных отрезков — векторов. Векторные диаграммы широко применяются в электротехнике.

Гармоническое колебание может быть представлено графически в виде проекции на некоторую ось вектора, вращающегося с постоянной угловой скоростью ω. Длина вектора соответствует амплитуде, угол поворота относительно оси – фазе.

Сумма двух и более колебаний на векторной диаграмме представлена при этом геометрической суммой векторов этих колебаний. Мгновенное значение искомой величины определяется при этом проекцией вектора суммы на ось, амплитуда – длиной этого вектора, а фаза – углом его поворота относительно оси.