2. Несимметричные режимы работы трёхфазной цепи :

1. Обрыв фазы в трёхфазной цепи с резистивной нагрузкой (например, АВ). При обрыве фазы ток в соответствующей фазе становится равным нулю ( ). Токи двух других фаз и останутся прежними, т.к. в системе данных напряжений также ничего не изменится. Неизменным останется также ток . а два других линейных тока станут равны соответственно фазным Векторная диаграмма токов изображена на рис.4.

Рис.4. Векторная диаграмма токов при обрыве фазы.

2. Обрыв линии в трёхфазной цепи с резистивной нагрузкой (например, А). При обрыве линии А фазные сопротивления и соединены последовательно, а сопротивление соединено параллельно. К полученному параллельно участку приложено фазное напряжение , которое делится между сопротивлениями и пополам. Таким образом, в сравнении с симметричным режимом напряжение и токи фаз (АВ) и (СА) уменьшаются в два раза. Линейные токи определяют с помощью соотношений:

Векторные диаграммы токов и напряжений изображены на рис.5.

Рис.5. Векторные диаграммы токов и напряжений при обрыве линии цепи.

3. Конденсатор в фазе. Если в качестве одного из фазных сопротивлений используется ёмкость, а в двух других фазах в качестве нагрузки используют резисторы одинакового номинала, в системе фазных напряжений ничего не изменится. Ток фазы опережает фазное напряжение на . Векторные диаграммы токов и напряжений изображены на рис.6.

Рис.6. Векторные диаграммы при емкостной нагрузке в фазе АВ.

Следует также отметить, что расчет цепей при соединении фаз нагрузки треугольником модно произвести с применением преобразования треугольника в эквивалентную звезду.

3. Резонансные явления

Необходимым условием возникновения резонанса является наличие в цепи элементов емкости и индуктивности.

Для последовательной цепи R,L,C комплексное сопротивление

При резонансе реактивное сопротивление

Круговая частота при резонансе обозначается _o и равна

Цепь носит чисто активный характер Z = R, а ток в ней максимально возможный при данном входном напряжении,

Активная мощность максимальна и равна полной мощности на входе схемы

Напряжение на индуктивности и напряжение на емкости равны

Отношение напряжения на индуктивности или на емкости к напряжению питания на входе называется добротностью контура

где - характеристическое сопротивление последовательной цепи RLC.

Резонансные свойства контура могут оцениваться по резонансным U_L(), U_C(), I() и частотным Z(), X_L(), X_C(), характеристикам и полосой пропускания, т.е. диапазоном частот, при которых справедливо:

а мощность на входе цепи больше половины при резонансе.

Резонансы токов возникают при определенных условиях в цепях при совместном наличии в них элементов L и C. Он может, например, возникнуть в схеме, состоящей из параллельно включенных реальной катушки индуктивности, которую можно представить в виде последовательно включенных резистора R_K и индуктивности L_K и емкости C.

Угол сдвига между током и напряжением на входе схемы

Уравнению 1 соответствует схема на рис.2. В ней

При резонансе B = B_L - B_C = 0  = 0.

При этом Í_L = - Í_C, а ток на входе контура равен активной составляющей тока контура, совпадающей по фазе с входным напряжением:

и является минимально возможным для данной схемы при неизменном входном напряжении.

Резонансную круговую частоту _о этого контура можно найти из соотношения

Отношение тока через индуктивность L или тока через емкость C к току на входе контура при резонансе называется добротностью

Резонансные свойства контура на изменении частоты приложенного напряжения при неизменном его значении оцениваются резонансными I(), I_L(), I_C() и частотными Y(), G(), B_C(), () характеристиками и полосой пропускания.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

«ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕПИ ТРЁХФАЗНОГО

ТОКА ПРИ СОЕДИНЕНИИ ФАЗ НАГРУЗКИ

ЗВЕЗДОЙ»

Цель работы: закрепление изученного теоретического материала путем исследования распределения токов и напряжений в трёхфазных цепях, соединённых звездой в различных режимах работы, получение навыков работы с электроизмерительными приборами, умение собирать эл. схемы.

I. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

1. Повторить разделы курса ТОЭ, в которых рассматриваются общие положения теории цепей трёхфазного тока.

2. Повторить разделы курса ТОЭ, в которых рассматриваются цепи трёхфазного тока при соединении фаз нагрузки звездой, в симметричном и несимметричном режимах работы. Обратить особое внимание на методы расчёта цепей в различных режимах и построение диаграмм.

II. НЕОБХОДИМЫЕ ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ.

1. Лабораторный стенд «Уралочка-2».

2. Магазины сопротивлений – 3 шт.

3. Комплект соединительных проводов.

III. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЧАСТИ РАБОТЫ.

1. Собрать электрическую схему (рис.1.1.)

2. Определить цену деления приборов и установить на магазинах сопротивлений заданные параметры (см. табл.№1.1).

3. Предъявить собранную схему для проверки преподавателю.

4. Включить автомат переменного тока и выполнить 3 опыта по следующей методике:

• снять показания амперметров I_A, I_B, I_C и записать показания в таблицу №1.1.

• измерить вольтметром фазные U_A,U_B,U_C и линейные U_AB,U_BC, U_CA напряжения и записать в таблицу №1.1.

• измерить ток нейтрального провода I₀ (I_N) и напряжения смещения нейтрали U₀ (U_N), данные записать в таблицу №1.1.

• Определить P, Q, S.

5. Обработать результаты измерений и сделать выводы.

6. Построить векторные диаграммы для всех опытов.