Трёхфазные цепи по схемам трёх- и четырёхпроводной звезды

Цель работы: Исследовать трёхфазные трёхпроводную и четырёхпроводную цепи с активной нагрузкой. Научиться строить векторные диаграммы трёхфазных цепей.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Трёхфазной цепью называется совокупность трёхфазной системы ЭДС, трёхфазной нагрузки (нагрузок), соединённых проводами. Под трёхфазной системой ЭДС понимают совокупность трёх синусоидальных ЭДС одинаковой частоты.

Трёхфазные генераторы согласно техническим условиям вырабатывают симметричную трёхфазную систему ЭДС, в которой ЭДС обладают одинаковыми амплитудами и сдвинуты по фазе на 120° (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Векторная диаграмма трёхфазной симметричной системы ЭДС

Трёхфазная нагрузка называется симметричной (равномерной), если её полные комплексные сопротивления фаз равны:

Существует два способа соединения фаз нагрузки (генератора): звездой и треугольником (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Соединение фаз генератора а) звездой; b) треугольником

Для включения трёх однофазных приёмников в трёхфазную сеть их соединяют между собой в звезду или треугольник.

Генератор и нагрузка, если их фазы соединены звездой, могут образовывать трёхфазные цепи по схеме трёх- или четырёхпроводной звезды (рис. 3.3.).

Рис. 3.3. Схема а) трёхпроводной; b) четырёхпроводной звезды

Провод, соединяющий нулевые точки генератора N и нагрузки n называется нулевым (нейтральным), остальные три соединительных провода называются линейными.

Наличие нулевого провода в схеме четырёхпроводной звезды позволяет исключить взаимное влияние фаз (каждая фаза работает независимо друг от друга).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ №3

Перед началом работы со стендом проверьте, что автомат под столешницей отключён (находится в нижнем положении).

Соберите цепь по схеме на рис.3.4.

Рис.3.4. Схема проведения опыта

Убедитесь, что рукоятка ЛАТРа вывернута против часовой стрелки до упора. Подайте питание на стенд, включив автомат под столешницей. Нажмите кнопку включения сети «ВКЛ». Проведите на стенде необходимые измерения, результаты занесите в табл. 3.1, в которой – сопротивления соответствующих фаз трёхфазной цепи По окончании опыта выверните рукоятку ЛАТРа против часовой стрелки до упора и отключите источник питания.

Указания:

1. Симметричный и несимметричный режимы работы трёхфазной цепи контролируются с помощью фазных амперметров.

2. В пределах одного режима работы трёхфазной цепи сопротивления фаз нагрузки не изменять.

Таблица 3.1

№	Режим работы трёхфазной цепи	Нулевой провод	Измеренные параметры
Uл, В	Ua, В	Ub, В	Uc, В	UnN, В	Ia, A	Ib, A	Ic, A	InN, A
	Симметричный	Есть
	Нет
	Несимметричный	Есть
	Нет
	Обрыв фазы а	Есть
	Нет
	Кор. замыкание на фазу с	Нет

Продолжение табл. 3.1

Режим работы трёхфазной цепи	Вычисленные параметры
Ra, Ом	Rb, Ом	Rc, Ом
Симметричный
Несимметричный
Обрыв фазы а
Короткое замыкание на фазу с	–	–

 

ЗАДАНИЯ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ РАБОТУ

1. Вычислите величины, указанные в табл. 3.1, руководствуясь правилами приближённых вычислений (см. прил. 1).

2. Постройте векторные диаграммы трёхфазной цепи для всех семи экспериментов. Диаграммы чертятся в две колонки: левая – для цепей с нулевым проводом, правая – для цепей без нулевого провода. Режим короткого замыкания с нулевым проводом не производится согласно технике безопасности.

3. Проверьте выполнение первого закона Кирхгофа для всех семи экспериментов.

4. Напишите вывод по лабораторной работе.

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1