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: I _N = I _A + I _B + I _C.

 

Рис. 17.1

 

При симметричных напряжениях U_A, U_B, U_C и одинаковых сопротивлениях R_A = R_B = R_C = R токи I_A, I_B, I_C также симметричны и их векторная сумма (I_N) равна нулю. Тогда

I_Л = I_Ф = U_Ф ¤ R; I_N = 0.

 

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

 

Рис. 17.2.

 

Мощность трёхфазной нагрузки складывается из мощностей фаз: SP = P_А + P_В + P_С.

Когда нагрузка симметричная и чисто резистивная, имеем

 

SP = 3 P_Ф = 3U_Ф × I_Ф.

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

Активная мощность

SP = 3 ×U_Ф ×I_Ф × cosj = Ö3 × U_Л × I_Л × cosj.

Реактивная мощность

SQ = 3 ×U_Ф ×I_Ф × sinj = Ö3 ×U_Л × I_Л × sinj.

Полная мощность

SS = 3 ×U_Ф I_Ф = Ö3 ×U_Л × I_Л .

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 I_Л и I_N, а такженапряжений U_Л и U_Ф, вычислите мощности P_Ф и SP_Ф, простройте векторные диаграммы.

 

Порядок выполнения эксперимента

· Соберите цепь с симметричной нагрузкой (R_A = R_B = R_C = 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 (R_A = 1 кОм, R_B = 680 Ом, R_C = 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 R_A = R_B = R_C = 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 (R_A = 1 кОм, R_B = 680 Ом, R_C = 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».