Основные теоретические сведения. Если нагрузки (приемники) соединены в трехфазную цепь по схеме «звезда» (рис

Если нагрузки (приемники) соединены в трехфазную цепь по схеме «звезда» (рис. 17.1), то к сопротивлениям нагрузки приложены фазные напряжения. Линейные токи равны фазным и определяются по закону Ома:

а ток в нейтрали равен векторной сумме этих токов: IN = IA + IB+ IC.

 

Рис. 17.1

 

При симметричных напряжениях UA, UB, UC и одинаковых сопротивлениях RA= RB= RC= R токи IA, IB, ICтакже симметричны и их векторная сумма (IN) равна нулю. Тогда

IЛ = IФ = UФ ¤ R; IN = 0.

 

Если же сопротивления фаз нагрузки неодинаковы, то через нулевой провод протекает некоторый ток IN ¹ 0. Это поясняется на векторных диаграммах (рис. 17.2).

 

Рис. 17.2.

 

Мощность трёхфазной нагрузки складывается из мощностей фаз: SP = PА + PВ + PС.

Когда нагрузка симметричная и чисто резистивная, имеем

 

SP = 3 PФ=3UФ × IФ.

При смешанной (активно-индуктивной или активно-емкостной) нагрузке:

Активная мощность

SP = 3 ×UФ ×IФ × cosj = Ö3 × UЛ × IЛ × cosj.

Реактивная мощность

SQ = 3 ×UФ ×IФ × sinj =Ö3 ×UЛ × IЛ × sinj.

Полная мощность

SS = 3 ×UФ IФ = Ö3 ×UЛ × IЛ .

Задание к лабораторной работе.

17.2.1.Задание.

Для трехфазной цепи с соединением «звезда» при симметричной и несимметричной нагрузках измерьте с помощью мультиметра или виртуальных приборов действующие значения токов IЛ и IN, а такженапряжений UЛ и UФ, вычислите мощности PФ и SPФ, простройте векторные диаграммы.

 

Порядок выполнения эксперимента

· Соберите цепь с симметричной нагрузкой (RA = RB = RC =1 кОм)согласно схеме (рис. 17.3).

 

 

Рис. 17..3

 

· Измерьте действующие значения напряжений и токов согласно

табл. 17.1 и вычислите мощности.

Таблица 17.1

Схема «звезда» Нагрузка симметричная Нагрузка несимметричная
  Линейные и фазные токи, ток нейтрали мА IA    
IB    
IC    
IN    
Линейн. напряжения, В UAB    
UBC    
UCA    
Фазные напряжения, В UA    
UB    
UC    
Фазные мощности, мВт PA    
PB    
PC    
Общая мощность, мВт SP    

 

· Повторите измерения и вычисления для несимметричной нагрузки (RA =1 кОм, RB = 680 Ом, RC =330 Ом).

· На рис. 17.4 в масштабе постройте векторные диаграммы.

 

 

Рис. 17.4.

Контрольные вопросы.

1. Как соединить фазы токоприемника звездой

2. Какое напряжение называется фазным и какое линейным

3. Какие существуют зависимости между действующими линейными и фазными напряжениями трехфазной четырехпроводной сети

4. При каких условиях трехфазная система называется симметричной

5. В каких условиях можно обойтись без нейтрального провода

6. Каково соотношение между фазными напряжениями для несимметричной нагрузки при наличии нейтрального провода

7. Как определить ток в нейтральном проводе

8. К чему может привести обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке

 

17.4. Указания по выполнению лабораторной работы №17.

 

1.Ознакомиться с порядком выполнения лабораторной работы №17, краткими теоретическими сведениями по данной теме. Подготовить в рабочей тетради «Лабораторно–практические работы по электротехнике» протокол испытаний.

 

2.Собрать электрическую цепь с симметричной нагрузкой в соответствии с рис 17.3.

 

3.После проверки схемы преподавателем установить параметры для данной цепи RA = RB = RC =1 кОм ,согласно рис 17.3.

 

4. Измерить действующие значения напряжений и токов согласно

табл. 17.1 и вычислите мощности.

5.Повторить опыт для несимметричной нагрузки (RA =1 кОм, RB = 680 Ом, RC =330 Ом), произвести измерения и вычисления согласно табл.17.1

 

5.Выбрать масштаб и построить дтаграммы на миллиметровочной бумаге форматом А4.

 

6.Составить полный отчет по работе, сформулировать выводы по работе.

 

7.Ознакомиться с контрольными вопросами для защиты лабораторной работы.

 

8. По окончанию работы, выключить ПК, рабочее место привести в порядок и сдать преподавателю, расписаться в журнале контроля ответственному по группе.

 

 

 

 

 

Лабораторная работа 18.

Трехфазные нагрузки, соединенные по схеме «треугольник»

Цель работы: исследовать режимы работы симметричных и несимметричных потребителей электрической энергии в трехфазных электрических цепях;

определить основные сопротивления между фазными и линейными значениями токов и напряжений при симметричной нагрузке и включении потребителей «треугольником ».