|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА» |
Кафедра «Теоретическая и общая электротехника» |
Дисциплина
«Электротехника и основы электроники»
Отчет по лабораторной работе
«Исследование трёхфазной цепи с однофазными приёмниками, соединенными по схеме «треугольник»
|
Выполнили студенты группы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Работу принял С.Ю.Панфилов |
|
«____» __________ 201 г |
2012
1 Цель работы
Изучить свойства трёхфазных цепей «звезда-звезда» (трёхпроводной и четырехпроводной) при резистивных нагрузках, исследовать симметричные и несимметричные режимы этой цепи при изменении параметров одной фазы приемника, ознакомиться со схемами измерения мощности в трехфазных цепях.
2 Исследование четырехпроводной трёхфазной цепи «звезда-звезда»
2.1 Теоретическое исследование четырехпроводной трёхфазной цепи
Схема с выбранными направлениями токов и напряжений приведена на рис.1а. На рис. 1б приведены векторные диаграммы напряжений генератора электрической энергии и напряжений в линии электропередачи, а на рис. 1в – фазные напряжения на приемнике электрической энергии (нагрузке).
|
|
а) |
|
|
|
б) |
в) |
Рисунок 1 |
|
На рис. 2 приведены векторные диаграммы токов:
- рис. 2а – симметричный режим, действующие
значения токов каждой из фаз равны
или
;
- рис. 2б – действующие значения токов
фаз В и С равны
,
а ток фазы А меньше тока фазы В
(
);
- рис. 2в – действующие значения токов
фаз В и С равны
или
,
а ток фазы А
(
);
- рис. 2в – действующие значения токов
фаз не равны между собой
или
(несимметричный режим).
|
|
а) |
б) , |
|
|
в) , |
г)
|
Рисунок 2 |
|
2.1.1 Основные соотношения
2.1.1.1 Фазные напряжения электрогенератора и приемника
|
(1) |
.2.1.1.2 Линейные напряжения электрогенератора и приемника
|
(2) |
.2.1.1.3 Линейные, фазные (электрогенератора и электроприёмника) токи и ток нейтрального провода
|
(3) |
|
(4) |
|
(5) |
|
(6) |
;
;
;
.2.1.1.3 Зависимость тока нейтрального провода от тока фазы А при неизменных и равных токах фаз В и С (график зависимости на рис. 3)
|
(7) |
|
|
Рисунок 3 |
|
.
2.2 Экспериментальные исследования четырехпроводной трёхфазной цепи
Исследования четырехпроводной трёхфазной цепи проводилось на установке, собранной по схеме рис. 3 (для варианта измерений фазных напряжений) и по схеме рис. 4 (для варианта измерений линейных напряжений).
|
Рисунок 3 |
|
Рисунок 4 |
Результаты измерений при экспериментальном исследовании четырехпроводной трёхфазной схемы сведены в табл. 1
Таблица 1 – Результаты измер
ений
при экспериментальном исследовании
четырехпроводной трёхфазной схемы
Емкость конденсатора С, мкФ |
Модуль сопротивления конденсатора хС, Ом |
Модуль сопротивления цепи ZНЦ, Ом |
Аргумент сопротивления цепи φ, эл. град. |
Модуль тока цепи IНЦ, А |
Напряжение на резисторе URНЦ, В |
Напряжение на конденсаторе UCНЦ, В |
Напряжение на катушке индуктивности ULНЦ, В |
Расчетное напряжение цепи
|
40 |
80 |
67 |
-84 |
0,15 |
0,90 |
11,94 |
2,00 |
10 |
80 |
40 |
27,4 |
-78 |
0,36 |
2,16 |
14,60 |
4,79 |
10 |
120 |
26,5 |
14,5 |
-66 |
0,69 |
4,14 |
18,28 |
9,18 |
10 |
158 |
20,16 |
9,13 |
-49 |
1,095 |
6,57 |
22,08 |
14,50 |
10 |
160 |
20 |
9 |
-48 |
1,11 |
6,66 |
22,22 |
14,76 |
10 |
190 |
16,76 |
6,94 |
-32 |
1,441 |
8,65 |
24,14 |
19,12 |
10 |
200 |
15,92 |
6,56 |
-23 |
1,524 |
9,17 |
24,26 |
20,35 |
10 |
220 |
14,48 |
6,12 |
-11 |
1,634 |
9,8 |
23,66 |
21,68 |
10 |
240 |
13,27 |
6 |
0 |
1,667 |
10 |
22,12 |
22,12 |
10 |
280 |
11,37 |
6,29 |
17 |
1,59 |
9,54 |
18,07 |
21,09 |
10 |
290 |
10,99 |
6,41 |
21 |
1,56 |
9,36 |
17,14 |
20,70 |
10 |
320 |
9,95 |
6,87 |
29 |
1,46 |
8,76 |
14,53 |
19,42 |
10 |
360 |
8,85 |
7,47 |
36 |
1,34 |
8,04 |
11,86 |
17,82 |
10 |
400 |
7,96 |
8,03 |
41 |
1,25 |
7,50 |
9,95 |
16,63 |
10 |
440 |
7,23 |
8,51 |
45 |
1,175 |
7,05 |
8,50 |
15,60 |
10 |
,
В
Таблица 4 – Результаты расчета мощностей неразветвленной RLC- цепи
Емкость конденсатора С, мкФ |
Полная мощность SНЦ, ВА |
Реактивная мощность QНЦ, вар |
Активная мощность PНЦ, Вт |
Полная мощность
|
40 |
1,5 |
1,49 |
0,14 |
1,5 |
80 |
3,6 |
3,53 |
0,78 |
3,61 |
120 |
6,9 |
6,28 |
2,86 |
6,9 |
158 |
10,95 |
8,30 |
7,19 |
10,98 |
160 |
11,1 |
8,29 |
7,39 |
10,98 |
190 |
14,41 |
7,23 |
12,46 |
14,41 |
200 |
15,24 |
5,95 |
13,98 |
15,19 |
220 |
16,34 |
3,24 |
16,01 |
16,33 |
240 |
16,67 |
0 |
16,67 |
16,67 |
280 |
15,9 |
4,82 |
15,17 |
15,92 |
290 |
15,6 |
5,55 |
14,6 |
15,62 |
320 |
14,6 |
7,14 |
12,79 |
14,65 |
360 |
13,4 |
7,99 |
10,77 |
13,41 |
400 |
12,5 |
8,35 |
9,38 |
12,56 |
440 |
11,7 |
8,28 |
8,34 |
11,75 |
,
ВА
|
Рисунок 4 – Теоретические зависимости модуля полного сопротивления неразветвленной цепи и его емкостной составляющей от емкости конденсатора |
|
Рисунок 5 – Теоретические зависимости аргумента полного сопротивления неразветвленной цепи от емкости конденсатора |
|
Рисунок 6 – Теоретические зависимости модуля тока неразветвленной цепи от емкости конденсатора |
|
Рисунок 7 – Теоретические зависимости модулей напряжений на резисторе, конденсаторе и катушки индуктивности неразветвленной цепи от емкости конденсатора |
|
Рисунок 8 – Теоретические зависимости мощностей источника ЭДС от емкости конденсатора |
