Исследование электрических цепей в EasyEDA (лабораторный практикум)
.pdf
9 Лабораторная работа№8. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки треугольником
Цель работы. Изучить трехфазную цепь при соединении нагрузки треугольником. Экспериментально подтвердить соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами, научиться строить векторные диаграммы.
9.1Краткое описание работы. Электрическая схема опытов
Вработе исследуются трехфазная цепь при соединении нагрузки треугольником (рисунок 9.1). Нагрузка присоединена к трехфазному генератору,
обмотки которого соединены звездой. Эксперименты проводятся для четырех режимов работы: при симметричной нагрузке, при несимметричной нагрузке, при обрыве фазы нагрузки, при обрыве линейного провода. По результатам опытов рассчитывается активная мощность, потребляемая цепью, и строятся векторные диаграммы.
|
U A |
A |
A1 |
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
RAB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V1 |
|
|
|
|
|
|
U B |
V3 |
|
b |
A4 |
A6 |
|
O |
В |
A2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
V2 |
|
|
RBC |
|
RCA |
|
|
|
|
A5 |
|
||
|
UC |
|
|
|
|
|
|
|
|
A3 |
|
|
|
c |
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 9.1 - Трехфазная цепь при соединении нагрузки треугольником
Параметры элементов схемы приведены в таблице 9.1 и выбираются по номеру варианта.
81
9.2 Параметры элементов схемы
Таблица 9.1 – Параметры элементов схемы
|
Вариант |
|
|
UЛ |
|
|
RA |
|
|
RB |
|
|
RC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
Ом |
|
|
Ом |
|
|
Ом |
|
|
1 |
|
380 |
|
100 |
|
50 |
|
30 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
2 |
|
380 |
|
95 |
|
55 |
|
35 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
|
380 |
|
90 |
|
60 |
|
100 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
4 |
|
380 |
|
85 |
|
65 |
|
95 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
5 |
|
380 |
|
80 |
|
70 |
|
90 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
6 |
|
380 |
|
75 |
|
50 |
|
85 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
7 |
|
380 |
|
70 |
|
45 |
|
80 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
8 |
|
380 |
|
65 |
|
40 |
|
75 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
9 |
|
380 |
|
60 |
|
35 |
|
70 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
10 |
|
380 |
|
55 |
|
30 |
|
65 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
11 |
|
380 |
|
60 |
|
25 |
|
60 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
12 |
|
380 |
|
65 |
|
30 |
|
55 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
13 |
|
380 |
|
70 |
|
35 |
|
50 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
14 |
|
380 |
|
75 |
|
25 |
|
45 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
15 |
|
380 |
|
80 |
|
30 |
|
40 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
16 |
|
380 |
|
85 |
|
25 |
|
45 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
17 |
|
380 |
|
90 |
|
25 |
|
50 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
18 |
|
380 |
|
95 |
|
35 |
|
55 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
19 |
|
380 |
|
100 |
|
40 |
|
60 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
20 |
|
380 |
|
95 |
|
45 |
|
65 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
21 |
|
380 |
|
90 |
|
30 |
|
70 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
22 |
|
380 |
|
85 |
|
35 |
|
75 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
23 |
|
380 |
|
80 |
|
40 |
|
80 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
24 |
|
380 |
|
75 |
|
45 |
|
85 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
25 |
|
380 |
|
70 |
|
50 |
|
90 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
26 |
|
380 |
|
65 |
|
45 |
|
95 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
27 |
|
380 |
|
60 |
|
40 |
|
100 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
28 |
|
380 |
|
55 |
|
30 |
|
95 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
29 |
|
380 |
|
50 |
|
70 |
|
90 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
30 |
|
380 |
|
45 |
|
60 |
|
85 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
82
9.3Рабочее задание
1)Соберите в EasyEDA схему. В качестве источника используйте источник
трехфазного напряжения 
, обмотки которого соединены звездой.
Последовательность сборки схемы показана на рисунках 9.2, 9.3.
Рекомендуется:
–сначала собрать схему без вольтметров (трехфазный источник – линия с амперметрами – нагрузка с амперметрами, соединенная треугольником);
–потом подключить вольтметры и заземление.
Рисунок 9.2 – Промежуточная схема с амперметрами
83
Рисунок 9.3 - Схема для проведения эксперимента
2) Установите на источнике действующее значение линейного напряжения в соответствии с таблицей 8.1. Запишите значение Uл в таблицу 9.2.
4) Проведите для четырехпроводной цепи три опыта:
– опыт 1 проведите для симметричной нагрузки. Сопротивления во всех трех фазах установите одинаковыми и равными RAB для Вашего варианта (таблица
9.1). Сохраните схему. Включите симуляцию. Измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу 9.2.
Для отчета в этом и в последующих опытах сделайте скриншоты экрана со схемой и показаниями приборов или сделайте Экспорт схемы.
– опыт 2 проведите для несимметричной нагрузки. Для получения
84
несимметричной нагрузки измените в фазах ВС и СА величину сопротивлений RBC
и RCA на значения, указанные в таблице 9.1. Сохраните схему. Включите симуляцию. Измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу 9.2.
–опыт 3 проведите для случая обрыва одной из фаз нагрузки. Для этого в одной из фаз можно удалить сопротивление нагрузки. Сохраните схему. Включите симуляцию. Измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу 9.2.
–опыт 4 - Обрыв линейного провода. Оборвите линейный провод А.
Включите симуляцию, измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу
9.2.
85
Таблица 9.2 – Результаты опытов
|
|
|
Задано |
|
|
|
Измерено |
|
|
|
|
||||
№ |
Режим работы ТФЦ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UЛ |
|
|
|
UAВ |
UBС |
UCА |
|
|
|
|
|
|
|
||
опыта |
RAB |
RBC |
RCA |
IA |
IB |
|
IC |
Iab |
Ibc |
Ica |
|||||
|
|
||||||||||||||
|
|
В |
Ом |
Ом |
Ом |
В |
В |
В |
А |
А |
|
А |
А |
А |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Симметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Несимметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Обрыв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фазы нагрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Обрыв линейного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
провода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
86
9.4Обработка результатов экспериментов
1)Вычислите активные мощности отдельных фаз и активную мощность трехфазного приемника. Данные расчетов занесите в таблицу 9.3.
Таблица 9.3
№ опыта |
|
|
|
Расчет |
|
|
Нагрузка |
Pab |
Pbc |
|
Pca |
PΣ |
|
Вт |
Вт |
|
Вт |
Вт |
||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Симметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Несимметричная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Обрыв фазы нагрузки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Обрыв линейного |
|
|
|
|
|
провода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Соблюдая масштаб, постройте векторные диаграммы токов и напряжений
для всех проведенных опытов.
9.5 Содержание отчета
1)Цель работы.
2)Скрины схем электрической цепи в режиме симуляции, на которых видны параметры элементов в соответствии с вариантом и показания приборов.
3)Таблицы 9.2 и 9.3.
4)Векторные диаграммы для каждого опыта, построенные в масштабе.
5)Расчетные формулы.
6)Выводы по работе.
9.6 Контрольные вопросы
1)Как соотносятся фазные и линейные напряжения в генераторе с соединением обмоток треугольником?
2)Как соотносятся фазные и линейные токи в генераторе с соединением обмоток треугольником?
87
3)Определить показание амперметра после размыкания выключателя K ,
если U Л =127 В; X C =10 Ом.
A 
K
XC
XC
C
A
XC
B
4)Как изменятся линейные токи в симметричном приемнике, соединенном
треугольником, при обрыве фазы AB ?
5)Определить показания амперметров A1 и A2 , если U Л =220 В; Z =22 Ом.
Укажите правильный ответ.
A 
Z 
Z
C
A2 
A1 
Z
B
6)Трехфазная сеть, питающая симметричный потребитель, имеет линейное
напряжение U 100 В. Что покажет вольтметр, подключенный к фазе СА, если
провод С оборван?
А 
В |
V |
С
7)Симметричный трехфазный потребитель, соединенный в треугольник,
питается от трехфазной сети с линейным напряжением |
U л =380 В. Определить |
|||||
линейный |
ток, |
если |
сопротивление |
фазы |
потребителя |
равно |
Zф =22 Ом. |
|
|
|
|
|
|
88
8) Система синусоидальных линейных напряжений питающей сети
симметрична. Определить показания электромагнитного амперметра, если известно, что Uл 100 В, zф 10 Ом.
А |
А |
zф |
|
|
|
В |
|
zф |
|
|
zф |
С |
|
|
9) Фазные токи симметричного |
трехфазного потребителя равны |
|
Iab Ibc Ica 4 А. Каким будет ток Iab , если провод А оборван?
А 
Iab 
Ica
В 
Ibc
С
10)Чему равна реактивная мощность трехфазной цепи, если R =6 Ом;
X L =10 Ом; X C =2 Ом; U Л =100 В.
A 
R 
R C R XC XL 
B 
11) Определите показания амперметров A1 и A2 , если U Л =220 В; Z =22
Ом.
A 
Z 
Z
C
A2 
A1 
Z 
B 
89
|
|
12) |
Определите показание |
A |
|
амперметра после перегорания |
|
|
|
||
A |
R |
предохранителя в линейном проводе |
|
|
|
|
|
R |
|
A , если U |
Л =220 В; R =6 Ом; X С =8 |
|
XC |
|
|
XC |
|
Ом. |
|
|
|
|
|
R XC
C
B 
IA
A 
R
R
R XC XL
C
B 
Ibc
13) Определите ток I A в
линейном проводе A , если R = X С = X L
и Ibc =10 А.
14) Какие из схем, изображенных на рисунке, представляют соединение потребителей треугольником?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|||
2 |
4 |
5 |
|||||||
15) Во сколько раз изменится линейный ток, если симметричную нагрузку,
соединенную звездой без нейтрального провода, пересоединить в треугольник при неизменном линейном напряжении?
90