Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы № 7

1. Тема программы: Трехфазные цепи переменного тока.

2. Тема работы: «Исследование трехфазной цепи при соединении приемников энергии в «треугольник»

3. Цель работы: Изучить условия режима работы цепи, научиться соединять «треугольником» приёмники электроэнергии в трёхфазной цепи, установить соотношения между линейными и фазными токами. Научиться определять активную мощность, строить векторные диаграммы токов.

4. Материально-техническое оснащение: Лабораторный стол с комплектом оборудования, электроизмерительные приборы и соединительные провода.

5. Теоретическая часть:

Т рехфазная цепь является совокупностью трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, создаваемые общим источником, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120^o. Участок трехфазной системы, по которому протекает одинаковый ток, называется фазой. Трехфазная цепь состоит из трехфазного генератора, соединительных проводов и приемников или нагрузки, которые могут быть однофазными или трехфазными.

В трёхфазной цепи приёмники электроэнергии можно соединить «треугольником». При этом отдельные фазы приёмника присоединяют к линейным проводам, идущим от источника.

При таком соединении каждая фаза приёмника непосредственно включается на линейное напряжение, которое в тоже время будет и фазным напряжением, т.е.

UА=UАВ, UВ=UВС, UС=UСА.

Фазные и линейные токи не равны между собой, соотношение между ними можно получить по первому закону Кирхгофа, записанному для узлов схемы в векторной форме.

И з уравнений следует, что любой из линейных токов равен геометрической разности токов тех двух фаз нагрузки, которые соединяются с данным линейным проводом. Это соотношение учитывается при построении векторной диаграммы токов. Независимо от характера нагрузки геометрическая сумма линейных токов в трехпроводной цепи равна нулю:

Это значит, что на векторной диаграмме линейные токи должны образовать замкнутый контур – треугольник.

Сложение векторов производится геометрическим суммированием по «правилу параллелограмма», как показано на рисунке, на котором построена сумма токов(I_A +I_B).

Вычитание — действие обратное сложению. Очевидно, что для определения разности токов (например (I_C-I_B)), достаточно вектор тока I_C сложить с вектором, обратным I_B..

Вместе с тем на рисунке показано, что вектор разности токов (I_C-I_B) можно построить проще, если соединить концы векторов I_C и I_B. (При этом стрелка вектора разности токов будет направлена в сторону первого из векторов, т. е. I_C.)

Векторная диаграмма линейных и фазных токов

или

В общем случае вектор фазного тока располагается рядом с вектором соответствующего фазного напряжения под углом сдвига фаз φ. Угол сдвига фаз φ определяется характером нагрузки. Если, например, нагрузка активная, то φ = 0^о, а при индуктивной нагрузке φ = 90^о. При симметричной нагрузке (Z_АВ = Z_ВС = Z_СА) фазные токи равны по величине, а углы сдвига фаз токов по отношению к соответствующим фазным напряжениям одинаковы Векторы фазных токов совпадают по направлению с векторами соответствующих фазных напряжений:

Итак, для построения векторов линейных токов, нужно из каждого фазного тока геометрически вычесть соседний фазный ток.