ЗМІСТ

Лабораторна робота № 2.1 Дослідження трифазного кола при

з’єднанні фаз приймача зіркою ………………............................... 4

Лабораторна робота № 2.2 Дослідження трифазного кола при

з’єднанні фаз приймача трикутником .....………………................ 11

Лабораторна робота № 2.3 Визначення опорів фаз асинхронного

двигуна струмам різних послідовностей ………………………….. 15

Лабораторна робота № 2.4 Дослідження перехідних процесів в

електричних колах з R, L та R, C елементами ….............................. 21

Лабораторна робота № 2.5 Дослідження перехідних процесів

в колі з R, L, C елементами...………………………......................... 26

Лабораторна робота № 2.6 Дослідження лінії з розподіленими параметрами ……………………………………………………........ 29

Лабораторна робота № 2.7 Дослідження магнітного

підсилювача......................................................................................... 34

Лабораторна робота № 2.8 Дослідження ферорезонансу

напруг і струмів.................................................................................. 40

Перелік рекомендованих джерел………………………….............. 47

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2.1

Дослідження трифазного кола при з'єднанні фаз джерела й приймача зіркою

МЕТА РОБОТИ

Вивчення особливостей роботи і основних співвідношень у трифазних колах при з'єднанні фаз джерела живлення і приймача зіркою з нейтральним проводом і без нейтрального проводу.

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

При з'єднанні фаз джерела і приймача зіркою (рисунок 1.1) однойменні фази джерела, приймача і лінійний провід з'єднані послідовно. Тому в такому колі лінійний струм дорівнює фазному: І_Л =I_ф.

Рисунок 1.1

Лінійні напруги _АВ, _ВС, _СА можна визначити через фазні напруги джерела _A, _B, _C чи приймача _a, _b, _c співвідношеннями, які випливають з другого закону Кірхгофа:

_AB = _A - _B; _AB = _a - _b;

_BС = _B - _С; _BC = _b - _c;

_СА = _С - _А; _CA = _c - _a .

У загальному випадку

_A ≠ _a, _B ≠ _b, _С ≠ _c.

Якщо система напруг симетрична, то діюче значення лінійної напруги в разів більше від діючого значення фазної напруги:

U_Л = U_Ф.

Напруга між нейтральними точками генератора і приймача

_nN = ,

де Y_A = , Y_B = , Y_C = , Y_N = .

Напруги на фазах приймача і струми в проводах:

_a = _A - _nN ; İ_A = _a Y_A ;

_b = _B - _nN ; İ_B = _b Y_B ;

_c = _С - _nN ; İ_C = _c Y_C ;

İ_N = _nN Y_N = İ_A + İ_B + İ_C.

При відсутності нейтрального проводу Y_N = 0 і İ_A + İ_B + İ_C = 0.

Якщо нейтральні точки генератора N і приймача n з'єднані нейтральним проводом, опір Z_n якого можна прийняти рівним нулю ( Y_N = ∞ ), то напруга U_nN = 0. При цьому напруги на фазах приймача і генератора рівні: _a = _a; _b = _b; _c= _C. Отже, нейтральний провід забезпечує симетрію напруг на фазах несиметричного навантаження (система напруг джерела симетрична) і незалежність режиму роботи фаз: при зміні режиму однієї з фаз, режими інших фаз не змінюються.

У випадку симетричного навантаження (Y _A= Y _B= Y _C = Y ) напруга U_nN = 0

при будь – якому значенні опору Z_n . Напруги на фазах приймача і генератора рівні, а струм у нейтральному проводі:

İ_N = İ_A + İ_B + İ_C = 0.

Активна потужність трифазного приймача дорівнює сумі активних потужностей окремих фаз

Р = Р_а + P _b+ P _c = U_a I_A cosφ_a + U_bI_B cosφ_b + U_сI_C cosφ_с .

Активна потужність симетричного трифазного споживача

Р = ЗР_Ф = 3U_фI_ф cosφ_ф= U_ЛI_Л cosφ_ф .

2.1.1 Дослідження трифазного кола без нейтрального проводу

ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Скласти електричне коло, схема якого зображена на рисунку 1.2. Розімкнути ключ К у нейтральному проводі.

Рисунок 1.2

Для вимірювання струмів, фазних напруг навантаження і потужностей використовують вимірювальний комплект К – 505. Лінійні напруги і напругу U_nN між нейтральними точками джерела і приймача вимірюють вольтметром V, а струм у нейтральному проводі – амперметром А.

2. Виставити однакові значення напруг U_A, U_В, U_C на затискачах фаз трифазного джерела (в межах 18 – 26 В). Виміряти фазні і лінійні напруги джерела:

U_A = ........В ; U_В=........В ; U_C =........В ; U_AВ =........В ; U_ВС = .........В; U_СA=.........В .

3. Дослідити такі режими у трифазному колі:

1) симетричне активне навантаження;

2) зменшення активного навантаження однієї з фаз;

3) збільшення активного навантаження тієї ж фази;

4) вимкнення навантаження тієї ж фази;

5) замикання навантаження даної фази накоротко;

6) ввімкнення індуктивної котушки в одну із фаз замість резистора;

7) ввімкнення в ту ж фазу конденсатора замість котушки.

Результати вимірювань занести в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1

№ п/п

Виміряно

Обчислено

З вект. діагр.

Ua, B

Ub, B

Uc, B

IA, A

IB, A

IC, A

UnN, B

Pa, Вт

Pb, Вт

Pc, Вт

Ua U A

Ub U B

Uc U C

φа , град

φв , град

φс , град

UnN, B

1 2 3 4 5 6 7

ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДІВ

1. Обчислити величини, вказані в таблиці 1.1.

2. За даними таблиці 1.1 побудувати векторні діаграми напруг, суміщені з векторними діаграмами струмів, для всіх випадків навантаження.

Побудову топографічних векторних діаграм напруг слід починати з побудови у вибраному масштабі трикутника лінійних напруг ABC. Оскільки система лінійних напруг симетрична, то трикутник буде рівносторонній. Нейтральна точка N джерела знаходиться у центрі трикутника напруг (рисунок 1.3). потім радіусами, що в масштабі напруг дорівнюють фазним напругам U_a, U_b, U_c приймача, з відповідних вершин трикутника проводять дуги кіл, перетин яких дає нейтральну точку n приймача. Вектор nN відповідає напрузі U_nN.

При симетричному навантаженні точка n співпадає з точкою N. Якщо змінювати значення опору резистора, наприклад фази А, від нуля до нескінченості при R_b =R_c = const, то точка n буде переміщуватися вздовж відрізка АD, співпадаючи з точкою D при R_A = ∞ (вимкнення навантаження) і з точкою А при R_A = 0 (коротке замикання) (рисунок 1.3, а).

Якщо R_B = R_c = const, а у фазу А увімкнути конденсатор (індуктивну котушку), опір X_С ( X_L ) якого змінюється від 0 до ∞, то точка n опише півколо діаметром АD, яке зображене на рисунку 1.3, б суцільною (пунктирною) лінією.

а) б)

Рисунок 1.3

Вектор струму İ_а відкладають у масштабі струмів з точки n під кутом

P_a φ_a = ± arccos ——

U_aI_A

до вектора напруги _a з врахуванням знаку в залежності від характеру навантаження. При активному навантаженні φ_a = 0, а при реактивному навантаженні φ_a = ± π/2. Аналогічно будують вектори струмів İ_B i İс. Сума струмів İ_А + İ_В + İ_С = 0.

3. За векторними діаграмами визначити значення напруг U_nN і порівняти їх з виміряними (таблиця 1.1).