Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Lab_OE_p1

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

18.03.2015

Размер:

818.47 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 96 7 8 9 > Следующая >>>

напряжением. Это возможно при условии B=BL-BC=0. Полная проводимость цепи при этом

Y =
Y =	(G +G	)2 +(B	L	− B )2	= G +G	2	= G	(5.15)
1 2			L	C	1	2

оказывается минимальной, равной активной проводимости цепи. Ток в неразветвленной части цепи I=GU тоже минимальный, что позволяет обнаруживать резонанс токов по показаниям приборов.

Векторная

диаграмма токов и напряжения при резонансе

токов

строится

так

же,

как

для

любой

параллельной схемы, но с учетом

I&2

особенностей

режима

(ϕ

=0,

I1L=I2C,

I&1С

I& = I&

= I&

+ I&

) (рис. 5.4).

φ2

= IR

R ,

то

Если

I&2R φ1

I&1R

I&2L

+1 I2C I2R и I1 I ,

I2 I , т.е. токи в ветвях

значительно больше, чем ток в

неразветвленной

части

цепи.

Это

свойство - усиление тока - является

Рис. 5.4.

важнейшей

особенностью

резонанса

токов и широко используется на практике. Оно характеризуется

добротностью контура


		Q =			I L	=	IC		.		(5.16)
		Q =				=			.		(5.16)
					I			I
Из условия B=BL-BC =0 можно определить резонансную частоту
	2πf0 L	−			12πf0C					= 0,	(5.17)
	R12 + (2πf0 L)2	−	R	2					2	= 0,	(5.17)
			R		+ 1
			2					2πf0C

а также сделать вывод, что резонанса токов можно достичь не только изменением параметров L, C и f, но и R1 и R2.

3. Расчетная часть

3.1 Типовые задачи

Задача 3.1.1. Определить полную комплексную проводимость цепи (рис. 5.5), параметры элементов указаны на схеме в

[Ом].

R1=6 XС=5

XL=8 R2=10

Рис. 5.5

Задача 3.1.2. Определить показания амперметров (рис. 5.6), если U=220 В, параметры элементов указаны на схеме в [Ом]. Построить векторную диаграмму токов и напряжения.

XС=4 XL=100 R=50

pA1	pA2	pA3	A
A	A		A

Рис. 5.6

Задача 3.1.3.	Определить
потребляемый	ток	I&	и
напряжение	&	если
	U ab ,
известны	параметры
элементов цепи (рис. 5.7)			в

[Ом] и входное напряжение

Uвх=12 В. Построить векторную диаграмму токов

и напряжений.

	I&		R2= 20 3
	XL=10	&	R2= 20 3
&	a	U ab	b
Uвх	a		b
	R1=10Ö3		XС=20

Рис. 5.7

Задача

3.1.4.

Однофазный

Rд

I&C

асинхронный

двигатель

параметрами Rд=30 Ом и Xд = 40 Ом

включен

сеть

переменного

I&дв

напряжения 220 В.

Xд

Какой

величины

нужно

подключить

емкость

С,

чтобы

Рис. 5.8.

коэффициент

мощности цепи

стал

равен 0,9?

Задача 3.1.5. К асинхронному двигателю, полезная мощность

которого P=3,7 кВт,

КПД η

=83,5

сопротивления проводов

Rпр=2 Ом,

подается напряжение

U=380

В. Двигатель

работает с

cosϕдв=0,707. Какую емкость нужно включить параллельно двигателю, чтобы повысить cosϕ до 0,9? Как изменяются при этом потери мощности и напряжения в линии?

3.2. Задачи для самостоятельного решения

Задача 3.2.1. Катушка (Rк и XL) и конденсатор (XC) соединены параллельно, причем контур настроен в резонанс. Ток в конденсаторе 10А, суммарный ток 5 А. Определить ток в катушке.

Задача 3.2.2. Определить значение емкостной составляющей тока I&, если известны параметры элементов цепи в [Ом] и U=100 В (рис.

5.9).

	I&	R2=80
&	XL=40	R2=80	XС3=100
&	XL=40		XС3=100
U
	R1=30		XС2=60
			XС2=60

Рис. 5.9.

Задача	3.2.3.		По	векторной		I&3
Задача	3.2.3.		По	векторной
диаграмме				(рис. 5.10)		60°	I&	&
						60°	I&	&
восстановить			электрическую				1	U +1
восстановить			электрическую				-300	I&
схему	и ее	параметры, если						I&

известно, что U=50 В, I1=5 А,
I2=10 А, I3=2,5 А.
Задача	3.2.4.		Определить				I&2
Задача	3.2.4.		Определить				Рис. 5.10.
показания приборов pA, pV						*	Рис. 5.10.
и pW (рис.		5.11), если до			*	*	pA
							pA
						W	A
включения		выключателя				W	A
включения		выключателя				pW
SA1 коэффициент мощности						pW	R
SA1 коэффициент мощности							R
цепи был cosϕ1=0,6, а после							pV V	SA1
его включения			стал	cosϕ			pV V
=0,92.				2
=0,92.							L	C
Емкость конденсатора,
необходимая				для			I&
улучшения		коэффициента					I&
улучшения		коэффициента					Рис 5.11.
мощности		в	указанных				Рис 5.11.
мощности		в	указанных		&
пределах,		C=200		мкФ,	U
реактивная				мощность			I&1	I&2
конденсатора QC =3,2 квар.							I&1	I&2
							Д1	Д2

Рис. 5.12.

Задача 3.2.5. В электрическую цепь (рис. 5.12) включены два электродвигателя Д1 и Д2. Определить ток I в цепи и общий коэффициент мощности сosϕ.

Какую емкость нужно включить параллельно, чтобы повысить сosϕ1 до сosϕ2=0,94? Двигатели имеют следующие номинальные данные:

P1н=60 Вт; U1н=220 В; η1=0,8; сosϕ1=0,65; P2н=90 Вт; U2н=220 В; η2=0,75; сosϕ2=0,77.

4. Экспериментальная часть

4.1. Описание установки

Экспериментальные исследования проводятся на универсальном лабораторном стенде.

При сборке цепи используется следующее оборудование : -лабораторный автотрансформатор (ЛАТР);

-индуктивная катушка;

-блок конденсаторов от 1 до 30 мкФ; -электроизмерительные приборы :

а) pA1, pA2, pA3 - амперметры с пределами измерений 0,25÷1 А;

б) pV - вольтметр с пределом измерения 150 В, встроенный в стенд, регистрирующий величину входного напряжения, регулируемого автотрансформатором (АТ);

в) pW - ваттметр с пределами измерений 1 А и 150 В; г) pϕ - электронный фазометр.

Схема эксперимента представлена на рис. 5.13.

U*	pW	U*		pϕ
	pW			pϕ	pA1
*		*	ϕ		pA1
*	W	*	ϕ		A	pA2
I*	I	I*		I	A	pA2	pA3
					A	A	pA3
						A
ЛАТР					RK
ЛАТР							C
							C
					LK
U		U
	Рис 5.13

4.2. Методические указания к выполнению работы

4.2.1.Записать технические данные используемых приборов в отчет.

4.2.2.Собрать электрическую цепь (рис. 5.13).

4.2.3.Установить с помощью автотрансформатора (АТ) напряжение

на входе цепи (70÷90) В по указанию преподавателя.

4.2.4. Произвести измерения I, Iк, IС, P, ϕ в цепи при различных величинах емкости конденсатора C: три-четыре замера до резонанса, при Срез и три-четыре замера после резонанса. Резонанс определить из условия ϕ =0; I→min.

Результаты эксперимента занести в табл. 5.1.

Таблица 5.1.

Измерено

Вычислено

№

С,

Iк,

IC,

ϕ,

Zк,

Rк,

XL,

BL,

BC,

мкФ

Вт

град

Ом

См

4.3. Рабочее задание

4.3.1.Выполнить необходимые расчеты для таблицы 5.1.

4.3.2.Построить графики зависимостей: I=f(C); Iк=f(C); IC=f(C);

ϕ=f(C); I=f(C).

4.3.3. Построить три векторные диаграммы токов и напряжения для случаев : C<Cрез; C=Cрез; C>Cрез. (в масштабе).

5. Контрольные вопросы

5.1.Как определяются активная, индуктивная и емкостная проводимости исследуемой цепи?

5.2.Что называется активной и реактивной составляющими тока?

5.3.Какое соотношение определяет сдвиг по фазе между током и напряжением в цепи при параллельном соединении RL и RC- ветвей.

5.4.С помощью каких приборов и по каким признакам можно судить о возникновении резонанса токов в цепи?

5.5.Почему резонанс токов широко используется для компенсации

коэффициента мощности (сosϕ) промышленных установок?

Лабораторно-практическое занятие № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

ПРИ СОЕДИНЕНИИ НАГРУЗКИ ЗВЕЗДОЙ

1. Цель занятия

Исследование трехфазной электрической цепи при различных режимах работы приемников, соединенных звездой. Приобретение навыков построения топографических диаграмм напряжений и векторных диаграмм токов.

2. Краткие теоретические сведения

Под трехфазной системой понимается совокупность электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС (напряжения) одной и той же частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на угол 2π/3 (120°) и создаваемые общим источником электрической энергии.

Передача электрической энергии от источника к потребителю в трехфазной трехпроводной системе осуществляется с помощью линейных приводов. В четырехпроводной системе имеется четвертый - нейтральный (N – n) - провод, соединяющий общие точки фаз источника и потребителя.

Соединение, при котором концы всех трех фаз потребителя объединяются в общую точку, называемую нейтральной или нулевой, а начала фаз присоединяются к трехфазному источнику питания посредством линейных проводов, называется соединением звездой.

На практике применяются две схемы соединения звездой трехфазного потребителя:

1- звезда с нейтральным (нулевым) проводом (рис. 6.1); 2- звезда без нейтрального (нулевого) провода (рис. 6.2).

Токи I&A ,I&B ,I&C в соответствующих линейных проводах называются линейными; токи, протекающие по фазам – фазными, а ток I&n в нейтральном проводе называется нейтральным. Напряжения

&	&	&
между линейными проводами потребителя U AB ,U BC ,UCA называются
		& & &	-
линейными, а между началом и концом фаз потребителя U a ,Ub ,Uc

фазными.

	&	&		I&	Z a		&
	U A	EA	&	A	Z a		Ua
			U AB	&
				In
	N					n
	&
	EC		&		Z c		Z b
			EB	&	Z c		Z b
				UCA
C			B	c	&	&	b
C	&	&	B	c	Uc	Ub	b
	UC	U B
			&
		U BC
		I&C				I&B
		I&C		Рис. 6.1
				Рис. 6.1

		A					a
	&				I&A					&
	&		&					&		&
	U		&				Z a	&		Ia
		A	EA		&		Z a	Ua		Ia
					U nN
	&	N				I&		n	I&b
	&						c
	EC			&
				EB	&	Z			Z
				&	&
				&	UCA		c			b
				U AB	UCA		c			b
C				B	c		&	&		b
C		&	&	B	c		Uc	Ub		b
		UC	U B		I&C			I&B
					&			I&B
					&
					U BC

Рис. 6.2

При соединении потребителя звездой фазные токи Iф равны соответствующим линейным: Iф = Iл. Между линейными и фазными

напряжениями потребителя	существуют		следующие	соотношения,
(согласно второму закону Кирхгофа):
&	&	&
U AB =U a		−Ub ;
&	&	&	;	(6.1)
U BC = Ub		−Uc	;	(6.1)
&	&	&
UCA = Uc −U a .

Между фазными Uф и линейными Uл напряжениями существует соотношение (в случае симметричного соединения нагрузки звездой)

U л =		Uф.	(6.2)
	3

Фазные токи потребителя определяются по закону Ома:

I&a = Ua ; Z a

I&b = Ub ; (6.3)

Z b

I&c = Uc . Z c

Нагрузка, при которой комплексные сопротивления всех фаз потребителя равны между собой ( Z a = Z b = Z c ), называется

симметричной. При симметричной нагрузке для цепи без нейтрального провода и для цепи с нейтральным проводом токи в фазах будут равны:

			+1
			A (a)
&	&
Ua =U A
	&		&
	&		U	AB
+j	UСA	I&c		AB
+j		I&c	N (n) &		&
				Ub	=U B
			I&b
C (c)	& &		&		B (b)
	Uc =UC		U BС

Рис. 6.4

I&a

I&b

I&c

(6.4)

I&a + I&b + I&c = 0.

(6.5)

При этом, например, для схемы на рис. 6.3, векторная диаграмма токов и напряжений имеет вид, представленный на рис. 6.4.

Iф =	Uф	.	(6.6)

	Zф

	tgja = tgjв = tgjc	= X ф ,		(6.7)
		Rф
	I&	a
A		a
A
		Rф
		XLф
B
	XLф	n	XLф
	XLф		XLф
	Rф			Rф
	I&C
C	c			b
	c	I&B
		I&B
	Рис. 6.3
При несимметричной нагрузке и наличии нейтрального провода:
	I&a ¹ I&b ¹ I&c ,			(6.8)
	I&0 = I&a + I&b + I&c			(6.9)
При этом векторная диаграмма токов и напряжений для
несимметричной активной нагрузки с нейтральным проводом имеет
вид, представленный на рис. 6.5.

A (a)

= U

U AB

СA

U A

UСA

N (n)

I&a

I&c

I&b

= Ub

UnN

C Ub

C (c)

BС

B (b)

C (c)

B (b)

= Uc

UBС

Рис. 6.5

Рис. 6.6

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 96 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
06.12.2018402.94 Кб51LABS_2(4-6).DOC
#
04.12.2018364.03 Кб4LABS_int-grad(2,3).DOC
#
17.03.2015364.03 Кб7LABS_int-grad.doc
#
21.08.201995.74 Кб22Laby_po_khimii.doc
#
18.03.2015728.83 Кб17Lab_1_2.pdf
#
18.03.2015818.47 Кб17Lab_OE_p1.pdf
#
06.03.2016509.67 Кб45Lab_pr_MP_14.pdf
#
01.04.20252.99 Mб0Lab_raboty_13_14_15_16-3kurs.doc
#
01.05.2025275.46 Кб0Lab_rab_1.doc
#
07.09.2019476.16 Кб1lab_rab_4.doc
#
07.09.2019591.87 Кб5lab_rab_5.doc