Лабораторна робота № 2.2 дослідження трифазного електричного кола при з'єднанні фаз приймача трикутником
Мета роботи
Вивчити і дослідити основні співвідношення у трифазних колах при з'єднанні фаз приймача трикутником і живленні його від симетричної трифазної системи лінійних напруг. Побудувати за результатами дослідів векторні діаграми струмів і напруг.
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 .
Рисунок. 2.1 - Електрична схема трифазного кола при з´єднанні фаз приймача трикутником
Фазні струми:
;
;
.
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 приймача, 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.
Рисунок 2.2 – Векторна діаграма напруг і струмів симетричного трифазного приймача при з’єднанні фаз трикутником
Кут зсуву фаз між фазною напругою UФ і фазним струмом ІФ
.
У випадку активного навантаження φ = 0, а при реактивному (L,C) навантаженні
.
При з'єднанні фаз приймача трикутником забезпечується незалежність режиму роботи фаз: зміна опору приймача 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 φ = UЛІЛ cos φ.
Послідовність виконання роботи
1 Скласти електричне коло, схема якого зображена на рисунку 2.3.
Для вимірювання лінійних струмів і активної потужності фаз використовують вимірювальний комплект К – 505. Фазні струми вимірюють амперметрами pА , а напруги – вольтметром pV.
Рисунок 2.3 – Електрична схема для дослідження трифазного кола при з´єднанні фаз приймача трикутником
2 Встановити однакові значення лінійних напруг
UAB=UBC =UCA трифазного джерела (в межах 20 ÷ 40В).
3 Дослідити такі режими трифазного кола:
3.1 – симетричне активне навантаження фаз;
3.2 – зменшення активного навантаження однієї з фаз;
3.3 – вимкнення (обрив) навантаження однієї з фаз;
3.4 – обрив одного з лінійних проводів при симетричному навантаженні;
3.5 – ввімкнення індуктивної котушки в одну із фаз замість резистора;
3.6 – ввімкнення конденсатора в ту ж фазу замість котушки.
Результати вимірювань записати в таблицю 2.1.
Таблиця 2.1 – Результати вимірювань і обчислень
№
з/п |
Вимірювання
|
Обчислення
|
|||||||||||||||
|
UAB, B |
UBC, B |
UCA, B |
IAB, A |
IBC, A |
ICA, A |
IA, A |
IB, A |
IC, A |
PAB, Вт |
PBC, Вт |
PCA, Вт |
РAB, Вт |
РBC, Вт |
РCA, Вт |
Р, Вт |
|
1 2 3 4 5 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Опрацювання результатів дослідів
1 Обчислити вказані в таблиці 2.1 потужності і порівняти їх з виміряними.
2 За даними дослідів побудувати векторні діаграми напруг, суміщені з векторними діаграмами струмів, для всіх режимів навантаження. При цьому слід врахувати, що при обриві, наприклад, лінійного проводу А, точка А на векторній діаграмі (рисунок 2.2) переміститься на вектор ВС і всі вектори напруг і струмів будуть спрямовані по одній прямій.
3 Визначити з векторних діаграм значення лінійних струмів і порівняти їх з виміряними значеннями.
4 Зробити висновки з виконаної роботи.
Контрольні запитання
1 Які напруги (струми) називаються лінійними (фазними)?
2 Які існують співвідношення між лінійними і фазними напругами (струмами) при з'єднанні фаз приймача трикутником?
3 У яких випадках фази приймача з'єднують зіркою, а коли трикутником?
4 До чого призводить обрив фази приймача при з'єднанні його трикутником?
5 До чого призводить обрив лінійного проводу при з'єднанні фаз приймача трикутником?
6 Як визначити потужність трифазного приймача, з'єднаного трикутником?