Исследуемая электрическая цепь питается от трехфазного генератора промышленной частоты (f = 50 Гц) с фазным напряжением U Ф =
= 36 В. В качестве нагрузки используется набор однофазных приемников: резистивные элементы R 1, R 2, R 3 и R 4; катушка индуктивности R к, L к и магазин емкостей С n.
Для измерения напряжений и сопротивлений резисторов используется цифровой мультиметр.
Токи в фазах и нейтральном проводе трехфазной электрической цепи либо измеряются амперметром электромагнитной системы с пределом измерения 1 А, либо определяются косвенным методом.
Рабочее задание
1. Измерить сопротивления резисторов R 1, R 2, R 3 и R 4.
2. Собрать цепь по схеме рис. 4.1, соединив три резистивных элемента R 1, R 2 и R 3 звездой с нейтральным проводом.
3. Измерить напряжения на фазах нагрузки. Токи IА, IВ, IС определить косвенным методом измерения (см. методические указания). Ток в нейтральном проводе I 0 определяется в соответствии с первым законом Кирхгофа по векторной диаграмме как геометрическая сумма векторов фазных токов.
Результаты эксперимента записать в табл. 4.1.
Таблица 4.1
| Характер нагрузки | UА О¢, В | UВ О ¢ В | UС О¢ В | IА, А | IВ, А | I C, А | I0, А |
| Симметрич- ный режим | |||||||
| Несимметрич- ный режим |
4. Изменить нагрузку в фазе А, включив вместо резистора R 1 резистор R 4. Измерить напряжения на фазах нагрузки. Определить токи в фазах электрической цепи и нейтральном проводе. Результаты эксперимента занести в табл. 4.1.
5. Отсоединить нейтральный провод. Измерить напряжения на фазах нагрузки, т.е. на резисторах R 4, R 2, R 3 и напряжение между нейтральными точками генератора и нагрузки (U 00¢). Все напряжения измерять с помощью цифрового мультиметра. Токи в фазах определить по закону Ома. Результаты эксперимента записать в табл. 4.2.
Таблица 4.2
| Режим цепи | UА О¢ В | UВ О¢ В | UС О¢ В | U ОО¢ В | IА, А | IВ , А | IС , А |
| Симметричный Режим | |||||||
| Несимметричный Режим | |||||||
| Режим хх Фазы А | |||||||
| Режим кз Фазы А |
6. Восстановить симметричный режим трехфазной электрической цепи (рис. 4.2), включить в фазу А вместо резистора R 4 резистор R 1. Измерить напряжения на фазах нагрузки и напряжение смещения нейтрали U 00¢. Косвенным методом определить токи в фазах нагрузки. Результаты эксперимента записать в табл. 4.2.
7. Создать в фазе А режим холостого хода, отсоединив провод, соединяющий R 1 с фазой А.
Измерить напряжения на фазах нагрузки U А0¢, U В0¢, U С0¢ и напряжение смещения нейтрали U 0¢0. Токи в фазах определить косвенным методом. Результаты измерений занести в табл. 4.2.
8. Создать в фазе А режим короткого замыкания. Для этого вместо резистора R 1 включить амперметр с пределом измерения 1 А. Произвести измерения напряжений и токов. Результаты измерений занести в табл. 4.2.
Рис. 4.2
9. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 4.3.
На магазине емкостей набрать емкость С П = 15 мкф. Измерить напряжения на фазах нагрузки А, В, С и в нейтральном проводе. Токи в фазах А, В, С определить косвенным методом.
Результаты эксперимента занести в табл. 4.3.
Рис. 4.3
Таблица 4.3
| Режим | UА О¢, В | UВ О¢ В | UС О¢ В | U 0¢0 В | I А А | IВ А | IС А | I 0 А |
| Четырехпро-водная схема | ||||||||
| Трехпроводная схема |
10. Отключить в электрической цепи (рис. 4.3) нейтральный провод. Произвести измерение напряжений и токов. Результаты эксперимента занести в табл. 4.3.
11. По данным всех пунктов построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений.
Методические указания
1. Косвенным методом токи в фазах приёмника определяются по закону Ома (параметры фаз: R, L, C даны на стенде).
2. Схемы электрических цепей в режимах хх и кз фазы А должны быть представлены в отчетах.
3. Построение векторной диаграммы токов и напряжений при любой нагрузке следует начинать с построения симметричной «звезды» фазных напряжений источника питания.
4. При построении векторных диаграмм пп. 3–6, использовать метод «засечек», так как векторные диаграммы строятся на комплексной плоскости, а при экспериментальных исследованиях известны только значения модулей напряжений и токов.
Этот графический метод заключается в следующем:
а) строят симметричную звезду фазных напряжений источника:
ůА = UА
ůВ = UАе – j 120
ůС = UАе j 120
б) раствором циркуля, равным фазным напряжениям на приемнике, поочередно делают засечки из точек А, В и С, а затем раствором циркуля, равным напряжению смещения нейтрали, – засечку из точ-
ки 0;
в) точка пересечения окружностей всех фазных напряжений и напряжения смещения нейтрали определяет положение на комплексной плоскости значения потенциала нейтральной точки приёмника 0´.
г) соединив точку 0´ с точками А, В, С, получаем звезду фазных напряжений приёмника.
