Дослідження трифазного кола при з'єднанні фаз приймача трикутником

МЕТА РОБОТИ

Дослідження трифазного кола при з'єднанні фаз приймача трикутником і живленні від симетричної трифазної системи лінійних напруг. Вивчення основних співвідношень у трифазних колах при з'єднанні фаз приймача трикутником.

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

При з'єднанні трифазного приймача трикутником кожна його фаза вмикається на лінійну напругу (рисунок 2.1), тому лінійні і фазні напруги рівні: U _л = U _ф .

		В

 

 

Рисунок. 2.1

 

Фазні струми:

;;;.

 

 

Лінійні İ_A, İ_B, İ_C струми можна виразити через фазні струми İ_AB, İ_BC, İ_CA співвідношеннями, що випливають з першого закону Кірхгофа:

 

İ_A = İ_AB ‑ İ_CА ;

İ_B = İ_BC ‑ İ_AB ;

İ_C = İ_CA ‑ İ_BC .

Сума лінійних струмів İ _A + İ_B + İ_C = 0.

У випадку симетричного навантаження, тобто коли Z _AB = Z _BC = Z _CA= =Z=R+jX, фазні і лінійні струми утворюють трифазні симетричні системи. При цьому діюче значення лінійного струму в разів більше від діючого значення фазного струму:

І _Л = І _Ф.

На рисунку 2.2 зображено векторну діаграму напруг і струмів для випадку симетричного активно-індуктивного навантаження.

 

 

Рисунок 2.2

Кут зсуву фазного струму І _Ф відносно фазної напруги U _Ф

φ _ф = arctg = arccos.

 

У випадку активного навантаження φ _ф = 0, а при реактивному навантаженні

φ _ф = ±.

При з'єднанні фаз приймача трикутником забезпечується незалежність режиму роботи окремих фаз: зміна опору навантаження в одній із фаз не призводить до зміни струмів в інших фазах.

Активна потужність трифазного приймача, з'єднаного трикутником, так само, як і з'єднаного зіркою, дорівнює сумі активних потужностей окремих фаз:

 

P = P_AB + P_BC + P_CA = U_ABI_AB cos φ_AB + U_BCI_BC cos φ_BC + U_CAI_CA cos φ_CA.

 

Активна потужність симетричного трифазного приймача:

P =3 P _Ф=3 U _Ф I _Ф cos φ _Ф =√3 U _Л І _Л cos φ _Ф.

ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ РОБОТИ

 

1. Скласти електричне коло, схема якого зображена на рисунку 2.3.

Для вимірювання лінійних струмів і активної потужності використовують вимірювальний комплект К – 505. Фазні струми вимірюють амперметрами А, а напруги – вольтметром V.

 

 

Рисунок 2.3.

 

2. Виставити однакові значення лінійних напруг U_AB = U_BC = U_CA трифазного джерела (в межах 20 ÷ 40В).

3. Дослідити такі режими у трифазному колі:

1) симетричне активне навантаження;

2) зменшення активного навантаження однієї з фаз;

3) вимкнення навантаження однієї з фаз;

4) обрив одного з лінійних проводів при симетричному навантаженні;

5) ввімкнення індуктивної котушки в одну із фаз замість резистора;

6) ввімкнення конденсатора в ту ж фазу замість котушки.

Результати вимірювань занести до таблиці 2.1.

 

ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДІВ

1. Обчислити вказані в таблиці 2.1 потужності і порівняти отримані значення потужності трифазного кола з виміряними.

2. За даними дослідів п.3 побудувати векторні діаграми напруг, суміщені з векторними діаграмами струмів, для всіх випадків навантаження. При цьому слід врахувати, що при обриві лінійного проводу, наприклад А, точка А на векторній діаграмі переміститься на вектор ВС і всі вектори напруг і струмів будуть спрямовані по одній прямій.

3. Визначити з векторних діаграм значення лінійних струмів і порівняти їх з виміряними значеннями.

4. Зробити висновки з виконаної роботи.

 

Таблиця 2.1

№   п/п

Вимірювання

Характер навантаж. фаз

Обчислення

UAB, B

UBC, B

UCA, B

IAB, A

IBC, A

ICA, A

IA, A

IB, A

IC, A

Р, Вт

AB

BC

CA

РAB, Вт

РBC, Вт

РCA, Вт

Р, Вт

 

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

 

1. Які напруги (струми) називаються лінійними (фазними)?

2. Які існують співвідношення між лінійними і фазними напругами (струмами) при з'єднанні фаз приймача трикутником?

3. У яких випадках фази приймача з'єднують зіркою, а коли трикутником?

4. До чого призводить обрив фази навантаження при з'єднанні трикутником?

5. До чого призводить обрив лінійного проводу при з'єднанні фаз приймача трикутником?

6. Як визначити потужність трифазного приймача, з'єднаного трикутником?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2.3

ВИЗНАЧЕННЯ ОПОРІВ фаз АСИНХРОННОГО ДВИГУНА