2.1. В соответствии с составленной принципиальной схемой выберите необходимые элементы схемы и электроизмерительные приборы. Определите пределы измерения и цену делений вольтметра.
2.2. Включите установку, проверьте работоспособность схемы.
2.3. Измерьте действующие значения фазных напряжений генератора.
2.4. Измерьте действующие значения линейных напряжений генератора.
2.5. Результаты измерений запишите в таблицу 13.1.
Таблица 13.1
| U a в , В | Uв c, В | U ca, В | U a, В | U в, В | U c, В |
Обработка результатов, выводы
3.1. Определите соотношение между действующими значениями линейных и фазных напряжений генератора.
3.2. Запишите систему мгновенных значений фазных напряжений генератора, приняв начальную фазу напряжения в фазы А равной нулю (ψ UA = 0).
3.3. Запишите систему мгновенных значений линейных напряжений генератора, приняв начальную фазу напряжения в фазы А равной нулю (ψ UA = 0).
3.4. Постройте в масштабе векторную диаграмму фазных и линейных напряжений на комплексной плоскости.
3.5. Сформулируйте выводы по лабораторной работе, ответив на вопросы:
– Как соеденить фазы генератора по схеме «звезда»?
– Чему равно соотношение между действующими значениями линейных и фазных напряжений генератора.
Содержание отчета
4.1. Наименование лабораторной работы.
4.2. Учебная цель лабораторной работы.
4.3. Схема электрическая принципиальная экспериментальной установки.
4.4. Схема электрическая расчетная экспериментальной установки.
4.5. Экспериментальные данные таблица 13.1.
4.6. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Какое явление лежит в основе принципа действия трёхфазного генератора переменного синусоидального тока?
2. В чём суть явления электромагнитной индукции?
3. Из каких основных частей состоит трёхфазный генератор?
4. Что понимается под фазой генератора?
5. Опишите принцип действия трёхфазного генератора.
6. Запишите систему мгновенных фазных электродвижущих сил генератора, приняв начальную фазу электродвижущей силы фазы А равной нулю.
7. Запишите систему комплексов действующих значений фазных электродвижущих сил генератора.
8. Изобразите векторами на комплексной плоскости действующие значения фазных электродвижущих сил.
9. Что называется симметричной трёхфазной системой э.д.с.?
10. Составьте расчётную схему фазы А генератора для мгновенных значений.
11. Составьте расчётную схему фазы А генератора для комплексов.
12. Составьте упрощённую расчётную схему фазы А генератора для мгновенных значений.
13. Составьте упрощённую расчётную схему фазы А генератора для комплексов.
14. Как соединяются фазы генератора по схеме «звезда»?
15. Составьте расчётную схему генератора на холостом ходу при соединении «звезда» для мгновенных значений.
16. Что такое фазное напряжение генератора?
17. Запишите систему мгновенных фазных напряжений при холостом ходе генератора и соединении его фаз звездой, приняв начальную фазу электродвижущей силы фазы А равной нулю.
18. Что такое линейное напряжение генератора?
19. Запишите систему мгновенных линейных напряжений при холостом ходе генератора и соединении его фаз звездой, приняв начальную фазу электродвижущей силы фазы А равной нулю.
20. Составьте расчётную схему генератора на холостом ходу при соединении «звезда» для комплексов.
21. Запишите комплексы действующих значений фазных напряжений при холостом ходе генератора и соединении его фаз звездой, приняв начальную фазу электродвижущей силы фазы А равной нулю.
22. Запишите комплексы действующих значений линейных напряжений при холостом ходе генератора и соединении его фаз звездой, приняв начальную фазу электродвижущей силы фазы А равной нулю.
23. Установите математическую связь между действующими значениями фазных и линейных напряжений генератора.
24. Как соединяются фазы генератора по схеме «треугольник»?
25. Составьте упрощенную расчётную схему реального генератора при холостом ходе и соединении его фаз по схеме «треугольник» для мгновенных значений.
26. Запишите выражения мгновенных фазных (линейных) напряжений при холостом ходе генератора и соединении его фаз по схеме «треугольник», приняв начальную фазу электродвижущей силы фазы АВ равной нулю.
27. Запишите комплексы действующих значений фазных (линейных) напряжений при холостом ходе генератора и соединении его фаз по схеме «треугольник», приняв начальную фазу электродвижущей силы фазы АВ равной нулю.
28. Постройте векторную диаграмму действующих значений фазных (линейных) напряжений при холостом ходе симметричного генератора и соединении его фаз по схеме «треугольник» на комплексной плоскости, приняв начальную фазу электродвижущей силы фазы АВ равной нулю.
29. Каково соотношение между значениями фазных и линейных напряжений генератора при соединении фаз по схеме «треугольник»?
Контрольные задачи.
Задача 1. В обмотках трёхфазного генератора наводятся э.д.с., действующее значение равно 127 В.
Определить: Ет, е А, е В, е С.
Задача 2. В обмотках трёхфазного генератора наводятся э.д.с., действующее значение равно 220 В.
Определить: 
, 
, 
.
Задача 3. Фазы симметричного трёхфазного генератора соединены по схеме «звезда». На холостом ходу действующее значение фазного напряжения равно 100 В и ψu A = 600.
Определить: 
, 
, 
.
Задача 4. Фазы симметричного трёхфазного генератора соединены по схеме «звезда». На холостом ходу действующее значение фазного напряжения равно 127 В и ψu A = 450.
Определить: 
, 
, 
.
Задача 5. Фазы симметричного трёхфазного генератора соединены по схеме «звезда». На холостом ходу действующее значение фазного напряжения равно 127 В и ψu A = 450.
Определить: Uтф, u А, u В, u С.
Задача 6. Фазы симметричного трёхфазного генератора соединены по схеме «звезда». На холостом ходу действующее значение фазного напряжения равно 220 В и ψu A = 300.
Определить: Uтл, u АВ, u ВС, u СА.
Литература для самоподготовки.
1. Конспект лекций. Тема 8, п. 8.1 – 8.3.
2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи.–7-е изд., перераб. и доп. / Л.А. Бессонов – М.: Высшая школа, 1978. С. 141 – 144.
3. Зевеке Г. В. Основы теории цепей: Учебник для вузов – 5-е изд., перераб. / Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин, А. В. Нетушил, С. В. Страхов.– М.: Энергоатомиздат, 1989. – 10.1-10.2
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14
«Исследование симметричной трехфазной системы
при соединении звездой»
Цель работы: изучить трехфазную трехпроводную и четырехпроводную системы, исследовать симметричный режим работы при соединении источника и потребителя по схеме «звезда».
Программа работы
Ø Уяснить цель работы.
Ø Выполнить задания для домашней подготовки.
Ø Выполнить экспериментальные исследования.
Ø Обработать результаты экспериментальных исследований, рассчитать искомые величины, сделать вывод.
Ø Составить отчет.
Ø Ответить на контрольные вопросы.
Ø Защитить отчет.
Задание для домашней подготовки
1.1. Во время домашней подготовки уяснить цель лабораторной работы, изучить теоретический материал по теме «Симметричные трехфазные цепи синусоидального тока» [1, 2, 3]. Составить схему электрическую принципиальную и схему электрическую расчетную исследуемой цепи, подготовить таблицы для записи показаний приборов и вычисленных величин, привести расчетные формулы, подготовиться к ответам на контрольные вопросы.
1.2. Составьте схему электрическую принципиальную.
Описание схемы электрической принципиальной.
Экспериментальная установка состоит из: идеального генератора трехфазной синусоидальной электродвижущей силы (G), фазы подключены по схеме «звезда»; четырехпроводной линии электропередачи (ЛЭП), в качестве линейных проводов используются резисторы с сопротивлением zла = zлв = zлс = Rл; сопротивление нейтрального провода принято равным нулю; симметричных приемников электрической энергии, в качестве которых используются три катушки индуктивности (KV1, KV2, KV3); трех амперметров (pA1, pA2, pA3), которые измеряют силу тока в фазах потребителя и амперметра (pA4), который измеряет силу тока в нулевом проводе; переносного вольтметра со щупами (pV). В нулевом проводе установлен однополюсный выключатель (SA). Схема электрическая принципиальная представлена на рисунке 14.1.
| 0′ |
| G |
| pV |
| А |
| В |
| С |
| ЛЕП |
| ЛЕП |
| ЛЕП |
| pA1 |
| pA2 |
| pA3 |
| KV 1 |
| KV 2 |
| KV 3 |
| pA4 |
| SA |
Рисунок 14.1 – Схема электрическая принципиальная экспериментальной установки.
Для сборки схемы потребуется 14 проводников (на схеме обозначены номерами 1-14).
1.3. Составьте схему электрическую расчетную.
Каждый элемент электрической цепи имеет свою расчетную схему, отражающую с достаточной степенью точности физические процессы, протекающие в этом элементе.
При составлении расчетной схемы принимаем следующие допущения:
– сопротивление соединительных проводов и контактов выключателя равняются нулю;
– сопротивление обмотки амперметра равняется нулю;
– сопротивление обмоток вольтметров равняются бесконечности, то есть электрический ток через них не протекает.
На расчетной схеме примите следующие условные обозначения электрических величин и параметров цепи:
, 
, 
– комплексы действующих значений электродвижущих сил в фазах генератора, В;
, 
, 
– комплексы действующих значений фазных напряжений генератора, В;
, 
, 
– комплексы действующих значений линейных напряжений генератора, В;
, 
, 
– комплексы действующих значений линейных токов, А;
, 
, 
– комплексы действующих значений фазных напряжений нагрузки, В;
, 
, 
– комплексы действующих значений линейных напряжений нагрузки, В;
, 
, 
– комплексы полных сопротивлений фазнагрузки, Ом;
, 
, 
– комплексы полных сопротивлений фазлинии электропередачи, Ом;
– комплекс действующего значения тока в нулевом проводе, А;
– комплекс действующего значения напряжения смещения нейтрали, В.
