12. Лабораторна робота № дослідження трифазного кола при з‘єднанні споживачів «трикутником».

Мета роботи: навчитися вимірювати фазні та лінійні струми та напруги в трифазних колах змінного струму, перевірити основні співвідношення між ними при схемі з‘єднання «трикутник».

Прилади та обладнання, що використовується:

• V1 вольтметр змінного струму 250 В;

• А1 ÷ А3 амперметр змінного струму 1 А (3 шт.);

• А4 ÷ А6 міліамперметр змінного струму 300 мА (3 шт.);

• W1 ватметр змінного струму 60 Вт;

• Плата №3.

Необхідна кількість провідників – 17 (4 довгих провідника та 9 коротких з вилками на обох кінцях, 4 провідника з вилкою на одному кінці та штепселем на другому).

Стислі теоретичні відомості

Якщо мережу трифазного струму між кожною парою лінійних проводів А–В, В–С, С–А включити три опори Z_AB, Z_BC, Z_CA, то під дією лінійних напруг в кожному з цих опорів почне протікати струм. Такий спосіб включення опорів в трифазну мережу має назву включення трикутником.

При з’єднанні навантажень «трикутником» по їх опорам протікають струми I_AB, I_ВC, I_CA. Ці струми називають фазними. Струми I_A, I_В, I_C, що протікають в лінійних проводах мережі називають лінійними. Показані на малюнку напрямки струмів є додатними загальноприйнятими напрямками.

Напруга, що прикладена до опорів навантажень Z_AB, Z_BC, Z_CA прийнято називати фазними напругами U_ф. В наведеній схемі фазна напруга дорівнює напрузі між лінійними проводами, тобто лінійній напрузі U_л. Тому при з’єднанні «трикутником» U_л = U_ф.

Вибір схеми з’єднання споживачів вирішується в залежності від величини лінійної напруги мережі і номінальної напруги споживачів. В трифазних установках можливі випадки, коли одна частина споживачів з’єднана «зіркою», а інша – «трикутником».

Для встановлення співвідношень між лінійними і фазними струмами складаються рівняння за першим законом Кірхгофа для точок розгалуження А, В, С, враховуючи вибрані додатні напрямки струмів:

Звідки:

З отриманих виразів випливає, що кожний вектор лінійного струму дорівнює різниці векторів відповідних фазних струмів.

Векторна діаграма напруг , фазних струмів і лінійних струмів має вид:

Складаючи праві і ліві частини рівнянь (1) отримаємо , тобто геометрична сума лінійних струмів дорівнює нулю як при симетричному, так і при несиметричному навантаженні.

П ри симетричному навантаженні

;

 _AB =  _BC =  _CA = .

В цьому випадку лінійні струми рівні між собою і утворюють правильну трипроменеву зірку. Із рівнобедреного трикутника OMN можна знайти співвідношення між величинами лінійного і фазного струмів. При симетричному навантаженні .

Хід роботи

1. Зібрати схему (на платі №3), представлену на рисунку нижче. Плату підключити до клем трифазного живлення «3~220 B».

2. На блоці живлення включити тумблер «3~220 B». На платі включити тумблери В1 – В2, підключивши таким чином всі лампи (симетричне навантаження).

Рисунок 12.14 – Схема з‘єднання споживачів «трикутником».

3. Записати значення струмів та напруг в схемі в таблицю 12.1. Показання ватметру необхідно помножити на 0,1.

Таблиця 12.14 – Таблиця вимірювань (симетричне навантаження).

Uab, В	Ubc, В	Uca, В	Ia, A	Ib, A
Ic, A	Iab, мА	Ibc, мА	Ica, мА	Раb, Вт

4. Перевірити

• значення лінійних (фазних) напруг

.

• значення лінійних струмів

.

• значення фазних струмів

.

• значення потужності фази АB

, де Р_лн – номінальна потужність лампи 25 Вт.

5. Розімкнути тумблери В1 і В2 (несиметричне навантаження).

6. Записати значення струмів, напруг та потужностей в схемі в таблицю 12.2. Показання ватметру необхідно помножити на 0,1.

Таблиця 12.15 – Таблиця вимірювань (несиметричне навантаження).

Uab, В	Ubc, В	Uca, В	Ia, A	Ib, A
Ic, A	Iab, мА	Ibc, мА	Ica, мА	Раb, Вт

7. Перевірити

• значення лінійних (фазних) напруг

.

• значення лінійних струмів

.

• значення фазних струмів

.

• значення потужності фази AB

, де Р_лн – номінальна потужність лампи 25 Вт.

8. Побудувати в масштабі векторну діаграму напруг та струмів для випадку несиметричного навантаження. Графічно визначити на неї значення лінійних струмів та порівняти з виміреними (див. табл. 11.2).

9. Протокол повинен містити назву, мету роботи, перелік та метрологічні параметри приладів, схему на рис. 12.1, таблиці 12.1, 12.2, розрахункові формули та результати, векторну діаграму, висновок про виконання основних співвідношень в схемі з‘єднання «трикутник».