ЛАБЫ / 9 / Лабораторная работа 9

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ»

Инженерной школы энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Лабораторная работа №9

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ,

СОЕДИНЕННОЙ ЗВЕЗДОЙ

Вариант 3

Исполнитель:
студент группы	5А36		Кондрашов Максим
Руководитель:
преподаватель			Колчанова Вероника Андреевна

Томск 2024

Цель работы. Ознакомиться со свойствами трехфазной цепи, соединенной звездой с нулевым проводом и без него, при симметричной системе напряжений источника и симметричной и несимметричной нагрузках; научиться строить векторные диаграммы для трехфазной цепи по результатам эксперимента.

Схемы электрических цепей

Рис. 9.1.

Таблица 4.1

Вариант		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
RДОП	Ом	10	22	47	100	150	220	150	100	47	22

Программа работы

1. Линейные и фазные (7 В) напряжения трехфазного генератора. Значения этих напряжений внесём в табл. 9.2 и 9.3 соответственно (столбец «Примечание»).

Таблица 9.1

Вариант		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
R1	кОм	4,7	2,2	4,7	2,2	4,7	2,2	4,7	2,2	4,7	2,2
R2	Ом	680	680	680	680	680	470	470	470	470	470
C	мкФ	1	1,22	1,47	1	1,22	1,47	1	1,22	1,47	1
Ос. фаза		А	А	В	С	В	С	А	В	С	А

3. По схеме, показанной на рис. 9.1, а, показания приборов в симметричном режиме. Результаты измерений в верхней строке табл. 9.2.

Таблица 9.2

Данные опыта							Результаты расчета		Режим работы особой фазы		Примечание UФ = … В
UА	UВ	UС	UnN	IА	IВ	IC		UnN
В	В	В	В	мА	мА	мА		В				UЛ =… В UЛ /UФ=…
7	7	7	0	7	7	7		0		R=1кОм		Сим.рeжим
6,4	6	9,6	2,5	6,3	2	6,4		3		а) R=4,7кОм		Цепь без нулевого провода
7,5	7,4	6,3	0,7	7,5	8,7	7,8		2,5		б) R=680 Ом
6,3	5,9	10,5	3,5	7,4	8,7	7,9		2,9		в)ХХ
10	7	5,3	3	10	11,7	6,8		4,8		г)L (40мГн 44Ом)
4,3	8	10,4	3,7	4,2	4,2	8,4		2,5		д)C=1,47 мкФ
12	12,5	0	7	12	21	13		7				КЗ

4. Показания приборов в табл. 9.2. трехпроводной цепи (без нулевого провода) в следующих режимах (изменение нагрузки производится в особой фазе):

1. уменьшение активной нагрузки, для чего сопротивление R=1 кОм заменим на R₁ > R;

2. увеличение активной нагрузки, для чего сопротивление R следует заменим на R₂ < R;

3. отключение нагрузки (удалим резистор, оборвав особую фазу);

4. включение индуктивности L в особую фазу (трансформатор 900 витков, обмотки включены встречно);

параметры катушки Z, X, L из векторной диаграммы:

Z =  =

L =  =

5. включение емкости C в особую фазу.

5. Показания приборов в режиме короткого замыкания особой фазы, (заменим миниблок нагрузки переходником в виде штепсельной вилки).

Результаты всех измерений (пп. 3, 4) в табл. 9.2.

Таблица 4.3

6. Строим векторные диаграммы.

Всего 7 диаграмм, построение каждой из которых следует начинать с неизменного для всех диаграмм равностороннего треугольника линейных напряжений. Положение нейтральной точки нагрузки n на диаграммах несимметричных режимов п. 3 при отсутствии нулевого провода определяется с помощью засечек циркулем.

Определим из векторных диаграмм напряжение смещения нейтралей U_nN . Результаты в табл. 9.2.

Цепь без нулевого провода m_I = 0,5 мА/см; m_U = 10 В/см

Симметричный режим без нулевого провода

Уменьшение активной нагрузки без нулевого провода

Уменьшение активной нагрузки без нулевого провода

Увеличение активной нагрузки без нулевого провода

Отключение нагрузки без нулевого провода

Включение индуктивности в особую фазу без нулевого провода

Включение емкости в особую фазу без нулевого провода

7. Цепь по схеме рис. 9.1, б показания приборов в симметричном режиме работы. Убедимся, что фазные токи равны, а ток в нулевом проводе отсутствует

8. Исследуем четырехпроводную (с нулевым проводом) цепь в тех же режимах, что и в п. 3. Результаты измерений в табл. 9.3.

Таблица 9.3

Данные опыта и расчета					Режим работы особой фазы	Примечание UФ =… В
IА	IВ	IC	INO	INP
мА	мА	мА	мА	мА		UЛ =… В
7	0,5	7	5,6		а)4,7 кОм	Цепь с нулевым проводом
7	9,6	7	2,4		б)680 Ом
7	0	7	7		в)ХХ
7	13,7	7	10,4		г) (40мГн 44Ом)
7	51	7	45		д)1,47 мкФ

9. Строим лучевые диаграммы токов, совмещенные с топографическими диаграммами напряжений для всех режимов п. 8.

Цепь с нулевым проводом m_I = 0,5 мА/см; m_U = 10 В/см

Уменьшение активной нагрузки с нулевым проводом

Увеличение активной нагрузки с нулевым проводом

Отключение нагрузки с нулевым проводом

Включение индуктивности в особую фазу с нулевым проводом

Включение емкости в особую фазу с нулевым проводом

Режим короткого замыкания без нулевого провода

Выводы по работе.

В ходе работы бригада ознакомилась со свойствами трехфазной цепи, соединенной звездой с нулевым проводом и без него, при симметричной системе напряжений источника и симметричной и несимметричной нагрузках; научилась строить векторные диаграммы для трехфазной цепи по результатам эксперимента. Все значения, найденные из векторных диаграмм, сходятся с экспериментальными значениями.

Литература

1. Лукутин А.В. Электротехника и электроника: учеб.пособие / А.В. Лукутин, Е.Б. Шандарова. – Томск: ТПУ, 2010. – 198 с.

2. Аристова Л.И. Сборник задач по электротехнике: учеб.пособие / Л.И. Аристова, А. В. Лукутин. – Томск: ТПУ, 2010. – 107 с.

3. Электротехника и электроника: в 3-х книгах, кн. 1: Электрические и магнитные цепи / под ред. В.Г.Герасимова. – М.: Энергоатомиздат, 1996. – 288 с.

4. Электротехника и электроника: в 3-х книгах, кн. 2: Электромагнитные устройства и электрические машины / под ред. В.Г.Герасимова. – М.: Энергоатомиздат, 1997. – 272 с.

5. Теоретические основы электротехники: учебник для вузов / К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В.Коровкин. – 5-е изд. – СПб.: Питер, 2009. – (Учебник для вузов). Т. 2. – 2009. – 432 с.

6. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник для бакалавров / Л.А.Бессонов. – 11-е изд., перераб. и доп. – М.: Юрайт, 2012. – 701 с.

7. Основы теории цепей / Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. М.: Энергоатомиздат, 1989. – 528 с.