Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Электротехника (схемотехника)

.pdf
Скачиваний:
42
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
4.39 Mб
Скачать

Лабораторна робота № 5

ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ТРИФАЗНИХ КІЛ ЗМІННОГО СТРУМУ

Мета роботи дослідження трифазних кіл із різними способами зєднання приймачів, особливостей роботи з симетричним і несиметричним навантажен- ням.

Лабораторна робота складається з двох частин:

-домашньої підготовки;

-аудиторної роботи.

ДОМАШНЯ ПІДГОТОВКА:

а) вивчити матеріал за поданою темою з [1]. Можна вивчити ці питання за будь - яким підручником; б) ознайомитись з методичними вказівками до лабораторної роботи.

в) підготувати бланк звіту про лабораторну роботу.

АУДИТОРНА РОБОТА ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

У роботі досліджується робота трифазних кіл з активним навантаженням.

1. Дослідження роботи трифазного кола при вмиканні приймача зір- кою

Запустити програму EWB. Відкрити файл Шаблон”, що містить на полі компонентів Favorites субблоки ватметру і трифазного генератора. Зберегти його у папці Мои докумен-ты\Група....

1. Збирання схеми:

- зібрати коло за принциповою схемою рис.1 звіту про лабораторну роботу. Унаслідок збирання отримуємо схему для дослідження роботи трифазного ко- ла, що наведена нижче, де:

трифазний генератор моделюється ідеальним трифазним джерелом синусоїдної напруги ENGINE з затискачами А, В, С, N;

- 40 -

амперметри РА1-РА4 вимірюють діючі значення струмів Iа, Ів, Іс у фа-

зах а, в, с трифазного приймача, а також струм ІN у нейтральному прово- ді;

вольтметр РV вимірює діючі значення напруг: фазних Uа, Ub, Uc (на

затискачах а-х, в-у, с-z вiдповiдно) і лінійних Uab, Ubc, Uca (на затискачах а-b, в-c, с-a вiдповiдно);

ватметр РW вимірює активну потужність у фазі а навантаження;

осцилограф використовується для візуального контролю миттєвих значень фазних напруг, а також вимірювання кута зсуву фаз;

вимикачі SA1-SA3 підключають фази а, в, с навантаження до відпові- дних затискачів фаз джерела живлення А, В, С;

-згідно з таблицею 1, для вибраного варіанту, перенести значення опорів фаз трифазного приймача у відповідні стовпці а-х, в-у, с-z табл.2 і табл.3 бланка звіту для симетричного і несиметричного навантаження;

-встановити параметри приладів, що використовуються в схемі (вольтметр

іамперметри вимірюють змінну величину параметр АС).

Таблиця 1. Вихідні дані

N

Симетричне навантаження

Несиметричне навантаження

п/п

Ra, Ом

Rb, Ом

Rc, Ом

Ra, Ом

Rb, Ом

Rc, Ом

1

6

6

6

6

4

4

2

10

10

10

10

8

8

3

8

8

8

8

6

6

4

3

3

3

3

1

1

5

24

24

24

24

20

20

6

32

32

32

32

28

28

7

16

16

16

16

14

14

8

40

40

40

40

38

38

9

12

12

12

12

10

10

10

20

20

20

20

18

18

11

30

30

30

30

28

28

1.2. Дослідження роботи симетричного приймача

1.2.1. Дослідження чотирипровідного кола (при наявності нейтрального проводу):

-встановити в кожній фазі опори згідно з варіантом завдання (симетричне навантаження);

-увімкнути вимикачі SА1-SА3;

-запустити процес моделювання схеми;

-виконати вимірювання напруг послідовним підключенням вольтметра PV до відповідних затискачів;

-результати вимірювання напруг і показання амперметрів записати в рядок

1табл.2 бланка звіту;

-41 -

-записати значення потужності, що показує ватметр PW і розрахувати по- тужність трифазного кола (Р=3·РW);

-вимкнути загальний вимикач схеми.

1.2.2. Дослідження трипровідного кола (нейтральний провід відсутній)

Від генератора до приймача надходять лінійні напруги, фазні напруги утворюються на фазах приймача.

-виключити нейтральний провід зі схеми (зєднання між точкою N і ам- перметром РА4);

-запустити процес моделювання схеми;

-виконати вимірювання напруг;

-результати вимірювання напруг і показання амперметрів записати в рядок 2 табл.2 бланка звіту.

-вимкнути загальний вимикач схеми.

1.2.3. Зняття осцилограм системи фазних напруг:

-зєднати загальну точку трифазного приймача з землею (компонент «За- землення» панелі Sources);

-підключити осцилограф для спостереження напруг фаз а і b. Для цього зєднати початок фази а (точка а) з входом каналу А осцилографа, початок фази

в(точка в) з входом каналу В осцилографа. Встановити колір цього провідника червоним;

-запустити процес моделювання схеми;

-відкрити осцилограф у розширеній модифікації.

-отримати на екрані зображення одного-двох періодів синусоїдних напруг фаз а і в з урахуванням Um, T (встановити відповідні масштаби напруги, часу);

-зробити паузу в роботі схеми;

-визначити фазовий зсув між напругами. Для цього:

пересунути курсором візирні лінії: червону (1) - у точку перетину си- нусоїди напруги фази а з віссю часу, синю (2) - у точку перетину синусо- їди напруги фази в з віссю часу (при збільшенні напруг);

знайти різницю у часі (Т2-Т1) між синусоїдами напруг - висвітлюєть- ся у правому віконці на екрані осцилографа;

визначити кут зсуву фаз за формулою: φа-в =360·(Т2-Т1)/Т (для стан- дартної частоти f=50 Гц, період Т дорівнює 0,02 с) і записати у рядок 1 табл. 2.2 бланка звіту;

скопіювати осцилограми напруги фаз а і в у бланк звіту (рис. 3). Зна- чення кута зсуву фаз φа-в записати поряд з рис. 3;

-підключити осцилограф для спостереження напруг фаз а і с. Для цього зєднати початок фази с (точка с) з входом каналу В осцилографа. Встановити колір цього провідника червоним;

-відновити процес моделювання схеми;

-отримати на екрані зображення одного-двох періодів синусоїдних напруг фаз а і с;

-визначити кут зсуву фаз φа-с;

-перенести осцилограму напруги фази с на рис. 3 бланка звіту з урахуван- ням кута зсуву фаз. Значення кута зсуву фаз φа-с записати поряд з рис. 3;

-42 -

- вимкнути загальний вимикач схеми.

1.3. Дослідження роботи несиметричного приймача 1.3.1. Дослідження трипровідного кола:

-встановити значення опорів, що вказані в табл.2 (для режиму несиметри- чного навантаження).

-запустити процес моделювання схеми;

-виконати вимірювання і записати результати в рядок 3 табл.2. бланка зві-

ту;

-отримати осцилограми системи фазних напруг згідно з вказівками попе- реднього пункту і скопіювати їх у бланк звіту (рис.4).

1.3.2.Дослідження чотирипровідного кола:

-розірвати звязок нейтральної точки приймача з землею;

-відновити підключення нейтрального проводу (зєднання між точкою N і амперметром РА4);

-запустити процес моделювання схеми;

-провести вимірювання, результати записати в рядок 4 табл.2 бланка звіту;

-вимкнути загальний вимикач схеми.

1.4. Увімкнення однофазних приймачів на фазну напругу

На фазну напругу однофазні приймачі вмикаються між лінійними або лі- нійним і нейтральним дротом, в залежності від номінальної напруги приймача і джерела.

-вимкнути вимикачі SA2, SA3;

-запустити процес моделювання схеми;

-провести вимірювання напруги Ua, струмів Іа і ІN, записати результати в рядок 5 табл.2 бланка звіту;

-вимкнути загальний вимикач схеми.

2. Дослідження роботи трифазного кола при вмиканні приймача три- кутником

Увімкнення одного і того самого симетричного приймача (наприклад дви- гун) зіркою або трикутником надає можливість його використовувати при двох різних лінійних напругах мережі, які знаходяться в співвідношенні √3 (напри- клад 380/220 В). Фазна напруга приймача при цьому залишається незмінною.

2.1. Збирання схеми:

-зібрати коло за принциповою схемою рис.2. бланка звіту. Унаслідок зби- рання отримуємо схему для дослідження роботи трифазного кола, що наведена нижче, де:

амперметри РА1-РА3 вимірюють лінійні струми IА, ІВ, ІС, що надхо- дять від трифазного джерела живлення;

амперметри РА4-РА6 вимірюють струми Iсz, Івy, Іах у фазах а, в, с три- фазного приймача;

вольтметр РV вимірює лінійні Uab, Ubc, Uca напруги, які є одночасно фазними напругами приймача;

-відкрити субблок трифазного генератора ENGINE і зменшити напруги фа- зних джерел живлення в √3 раз. Лінійні напруги також зменшаться в √3 раз.

-43 -

2.2. Дослідження роботи симетричного приймача:

-установити значення опорів в кожній фазі згідно з варіантом завдання (симетричний трифазний приймач);

-увімкнути вимикачі SА1-SА5;

-запустити процес моделювання схеми;

-записати показання приладів у рядок 1 табл.3;

-вимкнути загальний вимикач схеми.

2.3.Дослідження роботи несиметричного приймача:

-задати параметри опорів згідно з варіантом завдання (несиметричний трифазний приймач);

-запустити процес моделювання схеми;

-провести вимірювання і записати результати в рядок 2 табл.3 бланка звіту;

-вимкнути загальний вимикач схеми.

2.4.Увімкнення однофазного приймача на лінійну напругу:.

-увімкнути опори лише в фазі а. Для цього вимкнути вимикачі S4, S5;

-запустити процес моделювання схеми;

-записати результати вимірювання в рядок 3 табл.3 бланка звіту;

-вимкнути загальний вимикач схеми.

ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

а) За розділом 1: Побудувати у відповідному масштабі векторні діаграми струмів приймача: для симетричного приймача - за даними рядка 1 табл.2, для несиметричного приймача - за даними рядків 3 і 4 табл.2.

Вказівка: Для активного приймача кут зсуву між фазними напругами і струмами φ=0о. Струм нейтралі побудувати за векторною формулою:

ІN = Ia + Ib + Ic.

б) За розділом 2: Побудувати у відповідному масштабі векторні діаграми фазних і лінійних струмів приймача: для симетричного приймача за даними ря- дка 1 табл.3, для несиметричного приймача за даними рядка 2 табл.3.

Вказівка: Лінійні струми треба будувати за допомогою векторних формул:

IА =Iax Icz; IВ = Iby Iax; IС = Icz Iby.

Визначити потужність трифазного кола для симетричного приймача Р. в) Письмово відповісти на питання, наведені в бланку звіту.

- 44 -

ЗВІТ

про лабораторну роботу № 5 “ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ТРИФАЗНИХ КІЛ ЗМІННОГО

СТРУМУ

Група

П.І.Б. студента

Дата

Підпис викладача

 

 

 

 

1. Дослідження роботи трифазного кола при ввімкненні приймача зіркою.

 

QF

FU1

 

PA1

 

 

X

A

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PA2

 

PV

Y

B

FU2

 

 

V

 

A

 

 

 

 

 

 

 

Z

C

FU3

 

PA3

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

b

a

 

G

N

 

Ic

Ib

Ia

 

 

 

Коло трифазного джерела

PA4

A

 

 

 

 

:

 

 

Rc

Rb

Ra

 

 

 

 

 

Uф =

IN

 

z

y

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uл =

Рис.1. Принципова схема трифазного джерела і приймача ввімкнених зіркою

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 2

 

 

 

 

 

Наявність дротунейтр

 

 

 

 

Вимірювання

 

 

 

 

 

Значення

Тип

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напруги

 

 

 

 

 

 

 

опорів фази

 

 

 

 

 

 

 

Струми

 

прийма-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ча

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а-х

в-у

с-z

 

Uab

Ubс

 

Uca

Ua

Ub

Uc

Ia

Ib

Іc

IN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

В

 

В

В

В

В

А

А

А

А

1

 

 

 

симетр.

з N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

симетр.

без N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

несим.

без N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

несим.

з N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

одноф.

з N

Х

Х

 

Х

 

Х

Х

 

Х

Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PW =

 

 

 

 

РY =

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3. Осцилограма фазних напруг при увімкнені симетричного приймача. Рис.4. Осцилограма фазних напруг при увімкнені несиметричного приймача.

- 45 -

2. Дослідження роботи трифазного кола при ввімкненні приймача трикутником

QF

PA1

IA

A

FU1

 

 

A

 

B

PA2

IB

FU2

 

 

A

 

C

PA3

IC

FU3

 

 

A

 

 

c

b

 

 

a

 

PV

 

 

 

 

 

 

V

R

 

R

b

 

R

 

c

 

 

 

а

Icz

 

Iby

y

 

Iax

x

 

z

 

 

 

PA4

A

PA5

A

 

PA6

A

Рис.2. Принципова схема трифазного кола при з'єднанні приймача трикутником

Таблиця 3

Значення опорів

Тип

 

 

 

 

 

Вимірювання

 

 

 

 

 

фази

приймача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напруги

 

 

 

Струми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а-х

в-у

с-z

 

Uab

 

Ubc

 

Uca

IА

IВ

IС

Iax

Iby

Icz

 

 

 

 

 

В

 

В

 

В

А

А

А

А

А

А

1

 

 

 

симетр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

несиметр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

однофазн.

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

Х

Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р=

Відповісти на питання:

1.Які дві системи напруг утворює трифазне джерело, що зєднано зіркою з нейтральним дротом? Яке співвідношення між цими напругами?

2.Яке призначення нейтрального дроту? Які порушення в електропоста- чанні можливі з пошкодженням нейтрального дроту?

3.Яке співвідношення між фазними і лінійними струмами симетричного приймача, що ввімкнений в трифазне коло трикутником??

4.Порівняйте значення потужностей, що отримали для схем зєднання зіркаі трикутник”. Зробить висновок.

-46 -

СПИСОК ЛIТЕРАТУРИ

1.Мілих В.І., Шавьолкін О.О. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка: Підручник. За ред. В.І. Мілих. – К.:Каравела, 2007. – 688 с.

2.Електротехніка: Підручник / За заг. ред. В. І. Коруда. – 3-тє вид., переробл. і доп. – Львів: "Магнолія плюс"; 2005. - 447 с.

3.Будіщев М.С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Під- ручник. — Львів: Афіша, 2001. - 424 с.

4.Загальна електротехніка. Підручник. Паначевний Б.І., Свергун Ю.Ф.: К.: Ка-

равела, 2012. – 296 с.

- 47 -

Навчальне видання

СХЕМОТЕХНІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання лабораторних робіт з курсу Електротехніка

Розділ

ЕЛЕКТРИЧНІ КОЛА

Автори:

Костенко Володимир Іванович, професор, зав. каф. електротехніки ДонНТУ; Сажин Володимир Олександрович, доцент кафедри електротехніки ДонНТУ; Тютюнник Наталя Леонідівна, ст.. викладач кафедри електротехніки ДонНТУ.

Відп. за випуск: В.О. Сажин, доцент кафедри електротехніки ДонНТУ.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.