Лабораторна робота № 2.2 дослідження трифазного кола при з'єднанні фаз приймача трикутником
МЕТА РОБОТИ
Дослідження трифазного кола при з'єднанні фаз приймача трикутником і живленні від симетричної трифазної системи лінійних напруг. Вивчення основних співвідношень у трифазних колах при з'єднанні фаз приймача трикутником.
ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
При з'єднанні трифазного приймача трикутником кожна його фаза вмикається на лінійну напругу (рисунок 2.1), тому лінійні і фазні напруги рівні: Uл = Uф .
А
А
İА
İАВ
АВ
СА
АВ
ZAB
ZСА
СА
İСА
ZBC
С
В
İВС
İВ
ВС
В
ВС
С
İС
Р
исунок.
2.1
Фазні струми:
AB
İAB
=
ZAB
AB
Лінійні İA, İB, İC струми можна виразити через фазні струми İAB, İBC, İCA співвідношеннями, що випливають з першого закону Кірхгофа:
İA = İAB ‑ İCА ;
İB = İBC ‑ İAB ;
İC = İCA ‑ İBC .
Сума лінійних струмів İ A + İB + İC = 0.
У випадку симетричного навантаження, тобто коли Z AB =Z BC = Z CA= =Z=R+jX, фазні і лінійні струми утворюють трифазні симетричні системи. При цьому діюче значення лінійного струму в разів більше від діючого значення фазного струму:
ІЛ = ІФ .
На рисунку 2.2 зображено векторну діаграму напруг і струмів для випадку симетричного активно-індуктивного навантаження.
A
İC
– İBC
φ
AB
– İCA
ỈCA
İA
ỈAB
φ
CA
B
C
BC
φ
İBC
İB
– İAB
Рисунок 2.2
Кут зсуву фазного струму ІФ відносно фазної напруги UФ
φф
= arctg =
arccos
.
У
випадку активного навантаження
φф
= 0,
а при реактивному навантаженні
φф = ± .
При з'єднанні фаз приймача трикутником забезпечується незалежність режиму роботи окремих фаз: зміна опору навантаження в одній із фаз не призводить до зміни струмів в інших фазах.
Активна потужність трифазного приймача, з'єднаного трикутником, так само, як і з'єднаного зіркою, дорівнює сумі активних потужностей окремих фаз:
P = PAB + PBC + PCA = UABIAB cos φAB + UBCIBC cos φBC + UCAICA cos φCA.
Активна потужність симетричного трифазного приймача:
P
=3PФ=3UФIФ
cos
φФ
=√3UЛІЛ
cos
φФ.
ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1. Скласти електричне коло, схема якого зображена на рисунку 2.3.
Для вимірювання лінійних струмів і активної потужності використовують вимірювальний комплект К – 505. Фазні струми вимірюють амперметрами А , а напруги – вольтметром V.
Рисунок 2.3.
2. Виставити однакові значення лінійних напруг UAB = UBC = UCA трифазного джерела (в межах 20 ÷ 40В).
3. Дослідити такі режими у трифазному колі:
симетричне активне навантаження;
зменшення активного навантаження однієї з фаз;
вимкнення навантаження однієї з фаз;
обрив одного з лінійних проводів при симетричному навантаженні;
ввімкнення індуктивної котушки в одну із фаз замість резистора;
ввімкнення конденсатора в ту ж фазу замість котушки.
Результати вимірювань занести до таблиці 2.1.
ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДІВ
Обчислити вказані в таблиці 2.1 потужності і порівняти отримані значення потужності трифазного кола з виміряними.
За даними дослідів п.3 побудувати векторні діаграми напруг, суміщені з векторними діаграмами струмів, для всіх випадків навантаження. При цьому слід врахувати, що при обриві лінійного проводу, наприклад А, точка А на векторній діаграмі переміститься на вектор ВС і всі вектори напруг і струмів будуть спрямовані по одній прямій.
Визначити з векторних діаграм значення лінійних струмів і порівняти їх з виміряними значеннями.
Зробити висновки з виконаної роботи.
Таблиця 2.1
№
п/п |
Вимірювання
|
Характер навантаж. фаз
|
Обчислення |
||||||||||||||
|
UAB, B |
UBC, B |
UCA, B |
IAB, A |
IBC, A |
ICA, A |
IA, A |
IB, A |
IC, A |
Р, Вт |
AB |
BC |
CA |
РAB, Вт |
РBC, Вт |
РCA, Вт |
Р, Вт |
1 2 3 4 5 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Які напруги (струми) називаються лінійними (фазними)?
Які існують співвідношення між лінійними і фазними напругами (струмами) при з'єднанні фаз приймача трикутником?
У яких випадках фази приймача з'єднують зіркою, а коли трикутником?
До чого призводить обрив фази навантаження при з'єднанні трикутником?
До чого призводить обрив лінійного проводу при з'єднанні фаз приймача трикутником?
Як визначити потужність трифазного приймача, з'єднаного трикутником?