Laboratórne práce 8
TROJFÁZOVÉ OKRUHY.
PRIPOJENIE ZAŤAŽENIA STAR
Cieľ: skúmať trojfázový prúdový obvod, keď je prijímač pripojený hviezdou v symetrických a asymetrických režimoch. Určite úlohu neutrálneho (nulového) drôtu.
ZÁKLADNÉ KONCEPCIE
Trojfázový systém striedavého prúdu je sada trojfázového elektrického obvodu, v ktorom sínusový EMF pracovať na rovnakej frekvencii, posunutý vo fáze o 1/3 doby a produkoval spoločný zdroj elektrickej energie. Trojfázový systém bol vynájdený a vyvinutý v každom detaile talentovaným ruským inžinierom - Dobrovolsky v roku 1891.
Zdrojom energie v trojfázovom systéme je trojfázový generátor. V štrbinách jeho statora sú tri elektricky izolované vinutia (fázové vinutia alebo jednoduché fázy) generátora. Ak je rotor generátora bipolárny, potom sa osi fázového vinutia generátora otáčajú vo vzájomnom priestore o uhol 2p / 3. Keď sa rotor otáča vo fázach statorovej fázy, indukujú sa sínusové fázové EMF. Vzhľadom na symetriu konštrukcie generátora sú maximálne Em a E-hodnoty EMF vo všetkých fázach rovnaké.
Spojenie fáz (vinutia) generátora sa môže uskutočniť podľa schémy "hviezda" alebo "trojuholník". fázy trojfázový generátor je zvyčajne označovaný prvými latinskými písmenami abeceda : A, B, C, sledu fáz generátora presne definovaná a určená zmenou v čase fázy elektromotorické sily, tj sekvenciu maxima EMF: .. Prvá fáza, potom sa cez 1 / 3T fázu B, a v 2 / 3T fáza C. taká sekvencia striedanie sa nazýva priamka.
Okamžité hodnoty emf trojfázové vinutie generátor sú:
eA = Emsinwt eB = Emsin (wt-2 / 3p) eC = Emsin (wt-4 / 3p) (1)
Obrázok 8.1 znázorňuje grafy okamžitých hodnôt fázy emf a troch vektorov zodpovedajúcich hodnôt emf.
Ako je vidieť na obrázku 8.1 súčtom okamžitých hodnôt elektromotorické sily kedykoľvek rovnú nule, a preto je geometrický súčet efektívnych hodnôt fázového elektromotorické sila generátora je tiež nulový:
EA+EB+EC=0
Podľa obrázku 8.1 vyjadrujeme komplexné hodnoty EMF trojfázového generátora pomocou rovnakej efektívnej hodnoty E pre všetky tri fázy, potom
EA= E ∙ ej0
EB= Ee-j2 / 3p (3)
EC= E e2 / 3p
Na získanie trojfázového systému je tiež potrebné spojiť fázy prijímača určitým spôsobom, obvykle podľa schémy "hviezda" alebo "trojuholník".
V súčasnosti je trojfázový systém hlavný pre prenos a distribúciu energie.
Fázové vinutia trojfázového generátora môžu byť pripojené k tromi prijímačmi v schéme "hviezda". "Star" sa mieni zlúčenina, v ktorej sú fázy pripojené ku koncom jedného bodu N zvanej neutrálne alebo nula, a počiatok fáz A, B, C sčítajú lineárne vodič. V "hvezde" sú pripojené fázy zaťaženia s nulovým bodom n a fázové spúšťanie a, b, c (obr.8.2).
Pripojenie drôtu body N-n, sa nazýva neutrálne alebo nulové. Pripojenie káblov body A-a, B-c a C-c sa nazývajú lineárne.
Zaznamenaním odporu všetkých vodičov na nulu môžete určiť prúdy troch fáz prijímača a generátora:
jaA = EA / ZA; jaB = EB / ZB; jaC = EC / ZC. (4)
prúdy jaA, jaB, jaC, ktorý preteká pozdĺž lineárnych drôtov
lineárne (IL). Prúdy prúdiace vo fázach generátora a vo fázach záťaže sa nazývajú fázové prúdy (Iph). Pre pripojenie "hviezdy" lineárne prúdy sa rovnajú fáze, to znamená
jaL=jaf (5)
Prúd v neutrálnom vodiči podľa prvého zákona Kirchhoffa je:
jaN = jaA + jaB + jaC (6)
Prijímače s rovnakým odporom všetkých troch fáz za=zb=zc sa nazývajú symetrické. So symetrickým prijímačom jaA = jaB = jaC a prúd v neutrálnom drôte IN = 0
Napätie medzi začiatkom a koncom fázy generátora (alebo fázou zaťaženia) alebo napätie medzi vedením a neutrálnym vodičom sa nazýva fázové napätie. Pre generátor a prenosovú linku sú fázové napätia (tri z nich) označené ako UA, UB, UC alebo Uph. Napätie fázového zaťaženia sú označené ako Ua, Ub, Uc.
Napätie medzi dvoma fázami začiatky generátora (alebo dva princípy fázy zaťaženia), alebo medzi dva napájacie vodiče sa nazývajú lineárne a sú určené pre generátorom a prenosovom vedení: UAB, UBC, UCA, alebo Ul, zaťaženie UAB, UBC, UCA.
Ak zoberieme do úvahy kontúry abn, bcn, can (obrázok 8.2) podľa druhého zákona Kirchhoffa, lineárne napätie sa rovná:
UAB = UA - UB
UBC = UB - UC (7)
UCA = UC - U
Pomocou tohto vzťahu budeme vytvárať vektorový diagram (obrázok 8.3a) napätí pre symetrické zaťaženie.
Z obrázku 8.3a je vidieť, že "hviezda" napätia vedenia je pred "hviezdou" fázových napätí o 30 °. Preto od Dnkb:
UBC / 2UB = 30 ° UBC = Ö3 * UB, to znamená UL = Ö3 * UF (8)
Ak je k dispozícii neutrálny drôt Podmienka (8) je splnená tak pre symetrický, ako aj pre asymetrický prijímač. Obrázok 8.3b znázorňuje fázový diagram fázových napätí a topografický diagram lineárnych napätí.
Fázové faktory sú:
cos φa = Ra / Za; cos φβ = Rb / Zb; cos φc = Rc / Zc (9)
kde φa, φν, φσ sú uhly fázového posunu medzi fázovými napätiami a fázovými prúdmi.
jaa = jab = jac = Iφ = UΦ / Zφ (10)
cos φa = cos φφ = cos φσ = Rf / Zf
Prúd v neutrálnom vodiči je IN = 0, takže trojvodičový okruh sa používa na pripojenie trojfázových vyvážených zariadení (vykurovacie rúry, sušičky, elektromotory a iné symetrické inštalácie). Pre zaťaženie osvetlením je povinnosť prítomnosti neutrálneho vodiča, pretože asymetria je takmer vždy zachovaná. V neutrálnom drôte v sieti so štyrmi vodičmi je inštalácia poistiek alebo ističov zakázaná, pretože fázové napätie sa môže stať nerovnomerným pri odpojení neutrálneho vodiča. V niektorých fázach bude napätie väčšie ako menovité napätie, v iných prípadoch menšie ako menovité napätie. V oboch prípadoch môže prijímač zlyhať. V takom prípade sa ochranný obvod nulovania rozbije.
Vektorový diagram napätí a prúdov pre symetrické aktívne indukčné zaťaženie je znázornený na obrázku 8.4
http://pandia.ru/text/78/082/images/image007_97.gif "výška =" 22 "\u003e .gif" width = "229"\u003e gif "výška =" 135 "\u003e
http://www.support.org/text/78/082/images/image039_17.gif "width =" 13 "height =" 18 "\u003e gif" width = "115" výška = "191"\u003e Ic Ib
http://pandia.ru/text/78/082/images/image046_12.gif "width =" 10 "height =" 13 "\u003e Ua
Ia Uc = Uca Ub = Uab
http://pandia.ru/text/78/082/images/image050_10.gif "šírka =" 116 "výška =" 59 "\u003e Ic I b
http://pandia.ru/text/78/082/images/image052_10.gif "šírka =" 11 "výška =" 20 "\u003e Uc Ubc Ub
Obr. 8.5 Obr. 8.6
 |
http://pandia.ru/text/78/082/images/image058_10.gif "width =" 117 "výška =" 59 "\u003e n
http://pandia.ru/text/78/082/images/image061_9.gif "šírka =" 11 "výška =" 14 "\u003e Ic Ib
http://pandia.ru/text/78/082/images/image068_9.gif "šírka =" 228 "\u003e Uc n1 Ub Ubc
Aktívna fázová energia, keď je záťaž spojená "hviezdou", napríklad fáza a, je:
Aktívny a jalový výkon prijímačov trojfázového obvodu s asymetrickým zaťažením je:
http://pandia.ru/text/78/082/images/image070_9.gif "šírka =" 83 "výška =" 35 "\u003e
S vyváženým zaťažením sa celkový, aktívny a jalový výkon prijímačov trojfázového obvodu rovná:
S = 33 * UL * I; P = Ö3 * UL * IL * cosof; Q = Ö3 * Uλ * IΛ * sinφΦ
Alebo S = 3SF = 3UF * IF; P = 3PF = 3UF * IF * cosφF; Q = Ö3 * Uλ * IΛ * sinφΦ
EXPERIMENTÁLNA METODIKA.
Pri práci sa merania elektrických veličín vykonávajú pomocou
nástroje okamžitého hodnotenia. Na stojane sú na ampulkách inštalované ampéry, ktoré sa začlenia do každej fázy. Na meranie prúdu v nulovom vodiči na stojanoch sa inštalujú samostatné prístroje. Obrázok 8.8 ukazuje schéma zapojenia laboratórne práce.
Svorky A, B, C a N sa dodáva napätie 36 V z trojfázové krok dole transformátor pripojený na "hviezdy" / "hviezdy" s bodom napätia nulové 380/36 B.
Zariadenia A1..A7 a V merajú lineárne a fázových prúdov a zdôrazňuje. Vzhľadom k tomu, zaťažujúcim obvode trojfázového sú žiarovky s UNOMAT = 36 V, 40 W = Pnom zahŕňali spínača SA1-SA3.
4. Nedotýkajte sa žiaroviek počas a po ich prevádzke.
5. Pracovný stojan nenechávajte bez dozoru.
PERFORMÁCIA OBJEDNÁVKA
Zariadenia a príslušenstvo.
Stojan je vypnutý prepínačom QS paketu, obr.8.8.
Účel nástrojov:
A4 - ampérmetr na meranie prúdu v nulovom vodiči;
A5, A6, A7 - ampérmetre na meranie prúdu v fázach a, b, c;
V - voltmetr na meranie lineárneho a fázového napätia obvodu;
1. Zoznámte sa s laboratórnym stánkom. Nájdite vypínač napájania, prídavné prepínače zaťaženia.
2. Namontujte záťažové vedenie medzi hviezdicovým a neutrálnym vodičom. Montážne obvody skúsenosti sú zobrazené na stánku. Zobrazte zhromaždené schému na testovanie inštruktorovi alebo laboratóriu.
3. Napíšte technické údaje o použitých nástrojoch. Vypnite stojan a nastavte vyrovnanú fázovú záťaž. Páčkové spínače SA1, SA2, SA3 by mala byť vypnutá, musí byť povolené prepínač SA4 v počiatočnom stave.
Podľa hodnôt ampérmetrov vo fázach sa ubezpečte, že prúdy vo fázach sú rovnaké, rovnako ako pri absencii prúdu v nulovom vodiči. Zmerajte napätie fáz a línie. Zaznamenajte údaje v tabuľke. 8.1
Tabuľka 8.1.
|
kopa | merané | počítané |
||||||||||||
Skontrolujte záťaž v štvorvodičovom okruhu v asymetrických režimov, po vykonaní nasledujúcich experimentov:
to isté v dvoch fázach;
porušenie jednej z fáz.
Preskúmajte trojvodičový obvod, teda bez neutrálneho vodiča. Ak to chcete urobiť, vypnite ho automatický spínač QF4 v reťazci nulový vodič a vykonajte nasledujúce experimenty:
zvýšiť (znížiť) zaťaženie v jednej z fáz (napríklad "a");
to isté v dvoch fázach;
skrat jedného z týchto fáz.
V súlade s údajmi uvedenými v tabuľke. 8.1 Pre všetky experimenty vykreslite vektorové diagramy prúdov a napätí. Vypracujte závery o práci
podľa formulára uvedeného v laboratórnej práci č
vedenie.
Pri priamej práci sa vykonávajú jednotlivé merania, ktorých presnosť sa odhaduje podľa triedy presnosti meracieho sifónu (UF, UL, UNn, IF, IL, IN). Výsledok merania je vyjadrený dvoma číslami, napríklad: I = 4,00 ± 0,05 A, kde 4,00 A je hodnota nameranej hodnoty, 0,05 A je absolútna chyba merania. Presnosť minimálnych hodnôt UNn, INn by sa mala odhadnúť z pomeru relatívnej chyby:
d = ± K (XN / x);
kde K je trieda presnosti nástroja;
XN - normalizačné hodnoty nameranej hodnoty (horná hranica stupnice zariadenia);
x je hodnota meranej veličiny.
Zaznamenajte výsledky merania v tabuľke. 8.2.
Tabuľka 8.2.
merané hodnoty v jednotky | |||
kreslenie elektrických obvodov je vyrobená v súlade s GOST.
Konštrukcia vektorových a topografických diagramov sa vykonáva v mierke.
OTÁZKY NA SAMOOPRAVU.
1. Aký je účel práce a aký je jej postup pri vykonávaní?
3. Napíšte vzorce pre pripojenie lineárnych prúdov a napätí s ich hodnotami fázy pri symetrickom zaťažení pri pripojení na "hviezdu". Ako sa určujú hodnoty cos φa, cos φb, cos φc, PF, PA, PB, PC, P, Q, S?
4. Povedzte o poradí vytvorenia vektorového diagramu napätí a prúdov pre aktívne zaťaženie.
5. Aký je účel neutrálneho drôtu? V akých prípadoch prúd preteká nulovým vodičom a ako sa určuje?
6. Zobrazte schému zapojenia záťaže pomocou "hviezdy" a zapnite prístroje na meranie fázových a prúdových prúdov, prúd v neutrálnom drôte.
7. Prečo v neutrálnom vodiči nikdy nie je poistka?
8. Nakreslite vektorový diagram napätí a prúdov, keď sa zvýši zaťaženie jednej z fáz štvorvodičového obvodu.
9. Nakreslite vektorový diagram napätí a prúdov, keď sa zaťaženie zvyšuje v dvoch fázach štvorvodičového obvodu.
10. Nakreslite vektorový diagram napätí a prúdov, keď sa jeden z lineárnych drôtov v štvorvodičovom obvode rozbije.
literatúra
1. Kasatkin: učebnica pre univerzity /, M.V. Nemcov. Moskva: Vydavateľské stredisko "Akadémia, 20 rokov.
Príprava na prácu | 1 akad. hodina |
Výkon práce | 1 akad. hodina |
Spracovanie výsledkov experimentu a príprava správy | 1 akad. hodina |
Správa o laboratórnej práci | 1 akad. hodina |
Lab 9
TROJFÁZOVÉ OKRUHY.
PRIPOJENIE ZAŤAŽENIA TRIANGLE
Cieľ: skúmať trojfázový prúdový obvod, keď je prijímač pripojený trojuholníkom v symetrických a asymetrických režimoch.
ZÁKLADNÉ KONCEPCIE.
Spojenie fáz v trojuholníku je spojenie, v ktorom je začiatok jednej fázy spojený s koncom druhej fázy, začiatok druhej fázy je spojený s koncom tretej fázy, začiatok tretej fázy je spojený s koncom prvej fázy. K spoločným bodom spojenia začiatkov a koncov sú spojené lineárne drôty. Dva spôsoby grafického znázornenia spojenia v trojuholníkovej schéme sú znázornené na obr. 9.1a a 9.1b.
http://pandia.ru/text/78/082/images/image076_8.gif "šírka =" 486 "výška =" 229 src = "\u003e
Zo schémy je zrejmé, že ak je odpor lineárnych drôtov 0, fázové napätie prijímača sa bude rovnať zodpovedajúcim lineárnym napätám generátora, to znamená UF = UL. Fázové napätie s trojuholníkom 1,73-krát väčším ako fázové napätie na hviezde.
Prijaté kladné kladné smery lineárnych napätí (obrázok 9.1) zodpovedajú podmieneným kladným smerom prúdov; prúdy vo fázach sú rovnaké:
IAB=Uab / Zab; jabc = Ubc / Zbc; jaac = Uac / Zac (1)
Pre uzly a, b, c (obrázok 1) sú lineárne prúdy podľa prvého zákona Kirchhoffa rovnaké:
jaA = jaab- jacA;
jaB = jabc-lab; (2)
jaC = jacA jabc;
Pre symetrické zaťaženie Zab = Zbc = Zako fázové prúdy jaab = jabc = jaac majú rovnaký uhol φ fázového napätia.
Obr.9.3 znázorňuje vektorové diagramy napätí a prúdov pri symetrickom zaťažení, spojenie s trojuholníkom (fázové zaťaženie je aktívne - indukčné).
http://pandia.ru/text/78/082/images/image080_7.gif "výška =" 17 src = "\u003e
Z diagramu vyplýva, že pre symetrické zaťaženie je pomer medzi fázovým a lineárnym prúdom:
Výpočet prúdov vedie na jednu fázu:
IF = UF / ZF a IL = Ö3 * IF
V prípade asymetrického zaťaženia, napríklad zvýšenie zaťaženia vo fáze ab (Zab
Keď odpor fázy "bc" stúpa na nekonečno, čo zodpovedá rozpadu tejto fázy, prúd v ňom je Ibc = 0 a rovnice (2) sú napísané ako:
jaA = jaab- jacA;
jaB = - jaab; (3)
jaC = jacA;
Vektorový diagram tohto prípadu je uvedený na obrázku 9.5
V prípade porušenia jedného z lineárnych drôtov (napríklad drôt A) sa obvod stáva jednofázovým s dvoma paralelnými rozvetvenými ramenami Ubc.
pretože Zab = Zbc = Zca, potom jaca = jaab = 0,5 jabc; jab = jabc + jaab; jac = - jab.
Vektorový diagram pre porušenie fázového lineárneho vodiča je uvedený na obrázku 9.6
http://pandia.ru/text/78/082/images/image089_5.gif "width =" 87 "výška =" 13 src = "\u003e Ibc
http://pandia.ru/text/78/082/images/image093_5.gif "šírka =" 85 "výška =" 35 "\u003e
So symetrickým zaťažením je aktívny a jalový výkon prijímačov trojfázového obvodu:
P = 3Pf = 3Uf * Iph * cosφF
Q = 3Qφ = 3Uφ * Iφ * sinφΦ
P = 33UA * jaL* cos φ
Q = Ö3UA * IL * sin φ
Celkový výkon trojfázového okruhu so symetrickým zaťažením:
S = 3SF alebo S = Ö3 * UL * IL
Celkový výkon trojfázového okruhu s asymetrickým zaťažením:
EXPERIMENTÁLNA METODIKA.
Opis práce stánku nájdete v tejto časti predchádzajúcej práce (č. 8)
Fáza je odpojená odpojením prijímača v bode a, b alebo c. Napätie sa meria pomocou voltmetra V.
POŽIADAVKY NA BEZPEČNOSŤ PRÁCE.
Pozri príslušnú časť laboratórnej práce (č. 8)
PERFORMÁCIA OBJEDNÁVKA.
Zariadenia a príslušenstvo:
Pracovný popis stánku je uvedený v predchádzajúcej laboratórnej práci (č. 8).
Účel nástrojov:
A1, A2, A3 - ampérmetre na meranie lineárnych prúdov;
A4, A5, A6 - ampérmetre na meranie fázových prúdov;
V - voltmetr na meranie fázových a sieťových napätí;
1. Zoznámte sa s laboratórnym stánkom, nájdite vypínač, zapnite spínače - odpojte ďalšie záťaže
2. Namontujte záťažové spojenie do trojuholníka. Schéma zapojenia je zobrazená na stojane. Zobraziť schému na kontrolu inštruktora alebo laboratória.
3. Napíšte technické údaje o použitých nástrojoch.
4. Zapnite stojan a nastavte vyrovnanú fázovú záťaž. Prepínače SA1, SA2, SA3 podľa pokynov inštruktora musia byť vypnuté alebo zapnuté. Prepínač SA4 v počiatočnom stave musí byť zapnutý.
Podľa hodnôt ampérmetrov sa ubezpečte, že prúdy vo fázach a vodičoch sú rovnaké. Meracie údaje prúdov a napätia všetkých experimentov by sa mali zaznamenať v tabuľke. 9.1. V stĺpci Režim načítania zadajte režim zaťaženia (symetrický alebo nevyvážený).
5. Vykonajte nasledujúce experimenty s asymetrickým zaťažením:
Zvýšené zaťaženie v jednej fáze
Zvýšené zaťaženie v dvoch fázach
Zlomenie fázového drôtu
Zlomenie lineárneho drôtu
Tabuľka 9.1
|
kopa | merané | počítané |
||||||||||
SPRACOVANIE EXPERIMENTÁLNYCH VÝSLEDKOV.
V práci sa spracovanie experimentálnych výsledkov uskutočňuje v súlade s príslušnou časťou predchádzajúcej práce. Vypracujte závery o práci vo forme uvedenej v laboratórnej práci č. 10 tejto príručky.
OTÁZKY NA SAMOOPRAVU.
1. Aké sú ciele práce a postup jej realizácie? Odpoveď na vysvetlenie schémy laboratórnej práce.
2. Nakreslite schému experimentu so zahrnutím všetkých zariadení. Uveďte účel všetkých zariadení.
3. Napíšte vzorec na pripojenie lineárnych prúdov a napätí s ich hodnotami fáz pre symetrické a asymetrické záťaže, keď je záťaž pripojená k trojuholníku. Ako sa určujú fázové sily, výkony celého trojfázového okruhu?
4. Aký je poradie konštrukcie vektorového diagramu napätí a prúdov pre aktívne zaťaženie?
5. Nakreslite vektorový diagram napätí a prúdov, keď sa zaťaženie zvýši v jednej z fáz.
6. Nakreslite vektorový diagram napätí a prúdov so zvyšujúcim sa zaťažením v dvoch fázach.
7. Zobrazte vektorový diagram napätí a prúdov, keď sa fázový drôt rozbije.
8. Koľkokrát sa fázové a lineárne prúdy a napätia menia pri prepínaní symetrického zaťaženia z "hviezdy" na "trojuholník"? Odpoveď je objasnená príkladom údajov získaných pri skúmaní záťaže spojenej s "hviezdou" z predchádzajúcich laboratórnych prác.
9. Koľkokrát sa bude meniť výkon pri prepínaní obvodu zaťaženia z "hviezda" na "trojuholník"? Odpoveď je vysvetlená príkladom údajov získaných v predchádzajúcich laboratórnych prácach na pracovisku
symetrické zaťaženie.
10. Vytvorte vektorový diagram prúdov a napätí, keď sa lineárny drôt rozbije.
literatúra
1., Nemtsov. Proc. pre vyššie vzdelávanie .- M .: Vyssh. sc., 2000. - 542 p.
Čas určený na laboratórne práce.
Príprava na prácu | 1 akad. hodina |
Výkon práce | 1 akad. hodina |
Spracovanie experimentálnych výsledkov a vykonanie správy | 1 akad. hodina |
Správa o laboratórnej práci | 1 akad. hodina |
Laboratórne práce č.10
ŠTÚDIA TROJFÁZOVEJ REŤAZE S PRIPOJENÍM FÁZY PRIJÍMAČA S STAROU A TRIANGLOU
Cieľ: študovať okruh trojfázový prúd pri pripájaní fáz prijímača najskôr schémou "hviezda", potom pomocou schémy "trojuholníka" v symetrických a asymetrických režimoch.
Základné pojmy.
Pozri príslušné časti laboratórnych prác č. 8 a č. 9.
Technika experimentu.
Laboratórna práca sa vykonáva na stojane, ktorý je popísaný na strane 9 tejto príručky. pre výkon práce , v tréningovej skupine učiteľ tvorí sudý počet tímov (2,4 alebo 6). Tak nepárne prvý pracovný čaty pracujú № 8, a to aj - № 9. brigády potom vymeniť, a už zmontované práca znamená pracovať v tomto poradí zvláštne № 9 je aj - № 8. Postup pre nastavenie experimentov v laboratóriu №10 rovnaký ako aj laboratórne práce č. 8 a č. 9, ale podľa zníženej schémy. Skúmajú sa tri trojfázové obvody: 1. štvorvodičový obvod, keď sú fázy záťaže spojené hviezdou; 2. Trojvodičový obvod pri pripojení fáz záťaže s hviezdou. 3. Trojvodičový obvod pri pripojení fáz záťaže do trojuholníka. Pre každý okruh sa vykonávajú dve podmienky zaťaženia: a) symetrické; b) asymetrické (napríklad zvyšovanie zaťaženia v jednej z fáz). Preto sa uskutočňuje 6 experimentov. Bezpečnostné požiadavky na prácu sú rovnaké ako v príslušnej časti laboratórnej práce č. 8.
Poradie práce:
1. Zoznámte sa s laboratórnym stánkom. Nájdite sieťový vypínač, spínače na zapnutie prídavných zaťažení (žiarovky) SA1 ... .SA3, ktoré musia byť vypnuté, vypínač
fáza SA4, ktorá musí byť zapnutá. Ammeters A1, A2, A3,
sú určené na meranie lineárnych prúdov pri pripojení fáz prijímača k trojuholníku. Ammeter A4 - na meranie prúdu v nulovom vodiči obvodu štyroch priechodov. Ampermetry A5, A6, A7.- na meranie fázových prúdov pri pripojení fáz zaťaženia podľa schémy "hviezda", teda pod "trojuholník". Na meranie fázového a lineárneho napätia na okruhu sa nachádza voltmetr 50 voltov. Na meranie napätia medzi neutrálmi generátora a záťažou na stojane je voltmetr 15 voltov.
2.Vyberte schému skúseností. Zvláštne brigády zbierajú obvod, podľa ktorého sú prijímacie fázy spojené podľa schémy "hviezda" a dokonca aj pomocou "trojuholníka". Montážne schémy sú zobrazené na stojane.
3. Zvláštne brigády vykonávať prácu v nasledujúcom poradí:
A. 4-vodičový obvod sa skúma podľa schémy "hviezda"
Skúsenosť 1: symetrické zaťaženie. V tabuľke 1 laboratórnej práce č. 8 sú zaznamenané hodnoty ampérmetrov a merané lineárne a fázové napätie.
Výsledky merania prúdov a napätí robia záver, ktorého forma je uvedená na konci tejto časti.
Skúsenosť 2. Nevyvážené zaťaženie. Na tento účel je na pokyn inštruktora zapnutý jeden z prepínacích spínačov SA1 ... .. SA3 a opäť sa údaje o ampérmetroch a voltmetroch zaznamenajú do dátovej tabuľky a výsledky sa zaznamenajú do záverov.
B. Trojvodičový obvod sa skúma, keď sú fázy prijímača pripojené na "hviezdu"
Skúsenosť 3. Symetrická záťaž. Ak to chcete urobiť, vypnite prepínací prepínač, ktorý bol zapnutý v skúške 2 a vypnite istič QF4, čím odpojte neutrálny vodič. Zaznamenávajte údaje v tabuľke av záveroch zaznamenávajte výsledky pozorovaní.
Skúsenosti 4. Nevyvážené zaťaženie. Ten istý prepínací prepínač je zapnutý ako v experimente 2. Tabuľka zaznamenáva údaje všetkých zariadení a výsledky zaznamenávajú pozorovania v záveroch.
Skúsenosti 5. Symetrické zaťaženie. Prepínače SA1. , ...... .. SA3 vypnutý, prepínač prepínača SA4 zapnutý.
Po zapnutí napájacieho spínača SA zaznamenávajte údaje z ampérmetrov a voltmetra v tabuľke. 9.1 (s.15 tejto príručky) a vyplňte závery.
Po tom, technické špecifikácie všetky použité zariadenia.
Dokonca aj brigády vykonať experimenty v tomto poradí: Skúsenosti 5; Skúsenosť 6; Skúsenosť 1; Skúsenosti 2; Skúsenosti 3; Skúsenosti 4.
V súlade s prijatými údajmi sa výpočty a výsledky výpočtu zaznamenajú v tabuľke v stĺpcoch "vypočítané".
Pre všetky experimenty vytvorte vektorové diagramy napätí a prúdov v mierke na milimetrovom papieri alebo papieri v klietke.
Závery o práci.
1. Pripojenie fáz prijímača k "hviezde".
A. Trojfázový, 4-vodičový obvod (s nulovým vodičom).
Skúsenosť 1. So symetrickým zaťažením trojfázového, 4-vodičového obvodu, keď sú fázy prijímača spojené s "hviezdou", sme vytvorili:
napätie na fázach prijímača __________ navzájom, svietia žiarovky ___________ jasom
(rovnaké alebo nie) (rovnaké alebo odlišné)
lineárne napätie ____________ fáza v _________ časy,
(viac, menej) (počet)
ktorá sa líši od teórie. na ________%
Skúsenosti 2. Pri asymetrickom zaťažení v trojfázovom, 4-vodičovom okruhu, keď boli fázy pripojené k "hviezdi" z experimentu, získali:
Napätia na fázach prijímača ________________________________________
(zmenené alebo nie, sú rovnaké alebo nie sú navzájom rovnaké)
Svietidlá horia _____________________________ jas
(s rovnakým alebo rôznym jasom)
Lineárne napätie _______________________ fázy v _______ časy
(viac, menej) (počet)
Takže prítomnosť 4. drôtu zabezpečuje ________________ fázové napätie
a umožňuje zahrnúť do takejto siete ___________________________________________
(a) symetrické, (b) asymetrické, (c) a symetria. a asymetria. load)
B. Trojfázový, trojvodičový obvod. Pripojenie fáz prijímača k "hviezde".
fázové napätie na záťaži _____________ svietia žiarovky _____________ jasom
(zmenené alebo nie) (rovnaké alebo odlišné)
Nulový drôt so symetrickým zaťažením _____________________________
(povinné alebo voliteľné)
Pri asymetrickom zaťažení v 3-fázovom, 3-vodičovom obvode pri pripojení fáz na "hviezdu".
Fázové napätie na zaťaženie ___________________ jas žiaroviek _________________
(rovnaké alebo odlišné) (rovnaké alebo odlišné)
Nesymetrické zaťaženie v 3-fázovom, 3-vodičovom obvode zahŕňa __________________
(môžete, nemôžete)
2. Pripojte fázy prijímača k trojuholníku.
Keď sú fázy prijímača pripojené podľa schémy "trojuholníka", zistí sa na základe skúseností:
Fázové napätie ______________ v porovnaní s rovnakým režimom schémy "hviezda"
(zvýšené, znížené)
lampy horia ______________ jas a ___________________ v porovnaní so schémou "hviezda"
(rovnaké alebo odlišné) (jasnejšie alebo slabšie)
Lineárne prúdy __________ fázy ______ krát, ktoré sa líšia od teoretickej hodnoty ____%
(viac alebo menej)
Stresy na fázach zaťaženia ____________________________________________
(znížená, zvýšená, nezmenená)
Svieti svietidlá _____________________ jas
(rovnaké, odlišné)
Takže podľa "trojuholníka" schémy, jeden môže zahŕňať
Záťaž.
(a) symetrické, (b) asymetrické, (c) a symetrické a asymetrické)
Spracovanie experimentálnych výsledkov nájdete v príslušnej časti laboratória. práce číslo 8.
Otázky na samošetrenie nájdete v príslušných častiach laboratória. pracovné miesta č. 8 a č. 9.
Referencie:
Rovnaké ako v laboratórnej práci č. 8.
Čas určený na laboratórne práce
Príprava na prácu | 2 akademické hodiny |
Výkon práce | 2 akademické hodiny |
Výsledky spracovania | 2 akademické hodiny |
So symetrickým zaťažením
U = U v = U s = U = U V = U C = U f
Ia = iB = ic = I
Súčet okamžitých prúdov všetkých troch fáz alebo geometrického súčtu vektorov týchto prúdov je nula (obrázok 4).
Prúd v nulovom vodiči so štvorvodičovou hviezdou bude chýbať. Preto so symetrickým zaťažením nie je potrebné ho pripojovať.
Nesymetrické zaťaženie.
Vo všeobecnom prípade asymetrického zaťaženia Z Z b Z s .
Nesymetria môže byť spôsobená heterogenitou alebo nerovnomerným zaťažením.
Asymetrické zaťaženie spojené "hviezdou" je zvyčajne spojené v štvorvodičovom obvode, t.j. s nulovým vodičom, pretože za prítomnosti nulového vodiča s nízkym odporom asymetrické zaťaženie nevedie k významnej zmene fázového napätia. Pri niektorých aproximáciách môžeme predpokladať, že fázové napätie zostáva rovnaké ako v prípade symetrického zaťaženia.
U = U b = U c = U = U V = U C
.
Vyrovnávací prúd preteká nulovým vodičom ja o
Vektorový diagram pre zaťaženie asymetrickej fázy (zaťaženie je aktívne, asymetria je spôsobená nerovnomernosťou zaťaženia) s nulovým vodičom je znázornená na obr. 5.
Neprítomnosť nulového vodiča s asymetrickým zaťažením narúša bežnú prevádzku inštalácie.
Fázové prúdy sa menia a sú nastavené tak, aby ich súčet bol nulový. V dôsledku toho je symetria fázových napätí deformovaná: fáza s nižším odporom sa objavuje pri zníženom napätí a s vyšším odporom - pod zvýšenou hodnotou v porovnaní s normálnou.
Vektorový diagram v neprítomnosti nulového vodiča je znázornený na obr. 6.
Konštrukcia diagramu začína nezmeneným trojuholníkom lineárnych napätí.
Nula generátora ( N) je určená polohou ťažiska trojuholníka, t. fázové napätia generátora sú symetrické. Nulový bod zaťaženia ( n) je definovaný nasledovne: z bodu riešenie obehu zodpovedá veľkosti nameraného napätia fázového zaťaženia U a , vytvorí sa zárez. Rovnaké zárezy sú vyrobené z bodu V riešenie kompasu U v , z bodu C - roztok U s , Priesečník pätky je nula zaťaženia. Pripojenie nulového bodu na konce fáz generátora (napr. , B, C), budeme konštruovať napätie fázového zaťaženia U a , U v , U s , V závislosti od charakteru záťaže sú nakreslené aktuálne vektory. Na obr. 6 je vektorový diagram nerovnomerného aktívneho zaťaženia.
segment nn= U 0 - napätie predpätia neutrálnej energie sa môže merať voltmetrom alebo vypočítať podľa vzorca
,
kde 
- komplexy efektívnych hodnôt fázových napätí generátora;
Y , Y b , Y s - komplexná vodivosť fáz záťaže.
Pri známej neutrálnej predpätí sa fázové napätie prijímača vypočíta podľa vzorca:
,
,
.
Pri laboratórnych prácach sa uvažuje o počte prípadov asymetrického zaťaženia, najmä zlomu a skratu v prijímacej fáze.
V prípade zlyhania fázy bez nulového vodiča s rovnakou aktívnou odolnosťou ostatných dvoch fáz: 
,
;
;
Vektorový diagram je znázornený na obr. 7.
V prípade fázového skratu :
U a = 0, 
,
,
.
Vektorový diagram je znázornený na obr. 8.
Aktívny výkon trojfázového prúdu s asymetrickým zaťažením fázy sa rovná súčtu aktívnych síl všetkých fáz.
Vzhľadom k tomu, symetrické fázové zaťaženie a symetrický stresový systém U
=
U b
=
U s
=
U f ;
U AB
=
U slnko
=
U CA
=
U L ;
cos
= cos b
= cos c
=
cos f , potom je aktívny výkon trojfázového prúdu 
.
Takže keď sa pripojíte k "hviezde"
;
, .
Ak je koniec každej fázy vinutia generátora pripojený na začiatok ďalšej fázy, vytvorí sa spojenie v trojuholníku. Do bodov vinutia pripojte tri lineárne vodiče vedúce k zaťaženiu.
Na obr. 5 znázorňuje trojfázový obvod pripojený trojuholníkom. Ako je zrejmé z obr. 5, v trojfázovom obvode spojenom trojuholníkom, fázové a lineárne napätia sú rovnaké: Uh = Uph
Obr. 5. Trojfázový obvod pripojený trojuholníkom
Lineárne a fázové zaťažovacie prúdy sú prepojené prvým Kirchhoffovým zákonom pre uzly a, b, c:
preto, so symetrickým zaťažením Il = √3 Iph
Trojfázové obvody spojené hviezdou sa stali rozšírenejšími ako trojfázové obvody pripojené trojuholníkom. Je to spôsobené tým, že po prvé v reťazci spojenom hviezdou je možné získať dve napätia: lineárne a fázové. Po druhé, ak sú fázy vinutia elektrického stroja spojeného trojuholníkom v nerovnakých podmienkach, navíjajú sa ďalšie prúdy, ktoré ho načítajú. Takéto prúdy chýbajú vo fázach elektrického stroja, ktoré sú spojené so schémou "hviezda".
3.2 Výpočet symetrických režimov prevádzky trojfázových obvodov
Trojfázové obvody sú druhom sínusových prúdových obvodov a preto všetky predtým uvažované metódy výpočtu a analýzy v komplexná forma sa na ne vzťahujú.
Bude sa volat trojfázový prijímač a všeobecne trojfázový obvod symetrický , ak v nich komplexné odpory zodpovedajúce fázy sú rovnaké , tj Z A = Z B = Z C. Inak sú nevyvážený . Rovnosť modulov špecifikovaných odporov nie je dosť stav symetrie reťazec. Napríklad trojfázový prijímač na obr. 6 je symetrická a na obr. 7 nie je.
Obr. 6. Obr. 7.
Ak sa na symetrický trojfázový obvod použije symetrický trojfázový systém napätia generátora, potom sa v ňom vyskytne symetrický systém prúdov. Tento režim prevádzky trojfázového obvodu sa volá symetrický
.
V tomto režime sú prúdy a napätia príslušných fáz v module rovnaké a sú navzájom fázovo posunuté o uhol 
, V dôsledku tohto výpočtu sa takéto obvody vykonávajú pre jednu fázu, ktorá sa zvyčajne považuje za fázu
, Zodpovedajúce množstvá v ostatných fázach sa získavajú formálnym pridaním k argumentu fázovej premennej
fázový posun pričom jeho modul zostáva nezmenený. Takže pre symetrický režim prevádzka obvodu na obr. 8
pri známych lineárnych odporoch napätia a fáz Z AB = Z BC = Z CA = Z možno zapísať
kde je uhol fázového posunu medzi napätím a prúdom určený povahou zaťaženia Z.
Na základe vyššie uvedeného sú prúdy v ostatných dvoch fázach rovnaké:
Komplexy lineárnych prúdov možno nájsť pomocou vektorového diagramu, ktorý nasleduje
Príklad výpočtu symetrického režimu prevádzky trojfázového okruhu je uvedený v doplnku 3.
4. Elektrické obvody periodického nesínusového prúdu
Periodické sínusové prúdy a napätia v elektrických obvodoch vznikajú v prípade operácií v tom, že prítomnosť alebo non-sínusové EMF v nich nelineárny prvky. Real EMF, napätia a prúdy v elektrických obvodoch sínusového striedavého prúdu sa líšia od sínusoidu z rôznych dôvodov. V energetickom priemysle je nežiadúci vzhľad nonsinusoidálnych prúdov alebo napätí, pretože spôsobuje ďalšie straty energie. Avšak, tam sú veľké plochy technológií (rádiotechnikom, vybavenie, počítače, prístroje polovodičové prevodník), kde hodnoty sú sínusové základný tvar EMF prúdy a napätia.
Uvažujme o krátkych teoretických informáciách a technike výpočtu lineárnych elektrických obvodov, keď sú vystavené zdrojom periodického neinokulového EMF.
4.1 Rozklad periodickej funkcie na trigonometrickú sériu
Ako je známe, akákoľvek periodická funkcie, ktoré majú konečný počet nespojitosti prvého druhu a konečným počtom maxima a minima na obdobie,
možno rozložiť na trigonometrickú sériu (Fourierova séria):
Prvý termín série sa nazýva konštantná súčasť , druhý termín - primárna alebo prvá harmonická , Zvyšok série sa volá vyššie harmonické .
Ak vo výraze odhalíme siny súčtu každej harmonickej, potom bude mať formu:
V prípade analytickej funkcie f (ωt) sa koeficienty série môžu vypočítať pomocou nasledujúcich výrazov:
Potom sa vypočítajú amplitúdy a počiatočné fázy harmonických zložiek série:
Koeficienty Fourierovej série väčšej časti periodických funkcií, ktoré sa vyskytujú v strojárstve, sú uvedené v referenčných údajoch alebo v učebniciach o elektrotechnike.
Pripojenie fáz generátora a prijímača do trojuholníka
Pri pripájaní napájacieho zdroja trojuholníka (obr. 3.12) koniec X z jednej fázy je spojený so začiatkom fázy B z druhého konca Y druhej fázy - na začiatku tretej fázy C, koniec fázy Z tretej - c začiatku prvej fázy A. začatí A, B a C fáz Pripojte tri káble k prijímačom.
Spojenie fáz zdroja s uzavretým trojuholníkom je možné so symetrickým systémom EMF, pretože
A + B + C = 0.
Ak spojenie vinutia trojuholníkom nie je vykonané správne, t. J. v jednom bode sú pripojené konce alebo začiatky dvoch fáz, celkový EMF v obryse trojúhelníka sa líši od nuly a veľký prúd preteká vinutiami. Toto je núdzový režim pre napájacie zdroje a je preto neprijateľný.
Napätie medzi koncom a začiatkom fázy, keď je pripojené trojuholníkom, je napätie medzi vodičmi. Preto pri pripojení trojuholníkom je sieťové napätie rovnaké ako napätie fázy.
Pri zanedbávaní odporu lineárnych drôtov môže byť napätie spotrebiča prirovnané k sieťovému napätiu: U ab = U AB, U bc = U BC, U ca = U CA. Vo fáze Z ab, Z bc, Z ca prijímača sa objavia fázové prúdy ß ab, ß bc a ca. Podmienený kladný smer fázových napätí Ú ab, Ú bc a Ú ca sa zhoduje s pozitívnym smerom fázových prúdov. Podmienený pozitívny smer lineárnych prúdov İ A, B a C sa odoberá z napájacích zdrojov do prijímača.
Na rozdiel od spojenia pomocou hviezdy, keď je pripojený trojuholníkom, fázové prúdy nie sú rovnocenné lineárnym prúdom. Prúdy vo fázach prijímača sú určené vzorcami
© ab = Ú ab / Z ab; © bc = Ú bc / Z bc; İ ca = ú ca / Z ca.
Lineárne prúdy možno určiť z fázových prúdov, ktoré tvoria rovnice podľa prvého Kirchhoffovho zákona pre uzly a, b a c (obrázok 3.12)
Pridáme ľavú a pravú stranu systému rovníc (3.20), ktoré získame
A + B + C = 0,
tj súčet komplexov lineárnych prúdov je nulový pre symetrické i asymetrické zaťaženia.
So symetrickým zaťažením
Z ab = Z bc = Z ca = Ze jφ,
tj Z ab = Z bc = Z ca = Z, φ ab = φ bc = φ ca = φ.
Pretože lineárne (rovnaké fázy) napätia U AB, U BC, U CA sú symetrické, fázové prúdy tvoria symetrický systém
© ab = Ú ab / Z ab; © bc = Ú bc / Z bc; İ ca = ú ca / Z ca.
Ich absolútne hodnoty sú rovnaké a fázové posuny voči sebe sú 120 °.
Lineárne prúdy
İ A = Ü ab-İ ca; İ B = İ bc - İ ab; © C = © ca - bc;
tiež tvorí symetrický systém prúdov (obr. 3.13, 3.14).
Na vektorovom diagrame (obr. 3.14) fázové prúdy zaostávajú za fázovým napätím uhlom φ (predpokladáme, že fázy prijímača sú indukčné, tj φ\u003e 0 °). Tu sa predpokladá, že napätie U AB má nula fáza, Z diagramu vyplýva, že akýkoľvek lineárny prúd je väčší ako fázový prúd o jeden faktor. Lineárny prúd İ A zaostáva za fázovým prúdom ab ab o 30 °, rovnakým uhlom İ B od İ bc, İ C z İ ca.
Takže keď je spojený trojuholníkom, efektívna hodnota lineárneho prúdu pre symetrické zaťaženie je čas väčší ako efektívna hodnota fázového prúdu a U = U Φ; I A = I F.
Pri rovnomernom zaťažení fázami môže byť výpočet trojfázového obvodu pripojeného trojuholníkom znížený na výpočet jednej fázy.
Fáza napätie U F = U fázový prúd I L. F = U F / Z P, linka prúd I L = I F, uhol fázového posunu φ = arctg (X F / R F).
Vo všeobecnosti platí pre asymetrické zaťaženie Z ab ≠ Z bc ≠ Z ca. Zvyčajne sa vyskytuje, keď je napájaný a trojfázovej siete jednofázové prijímače. Napríklad pre zaťaženie, obr. 3.15, fázové prúdy, uhly fázového uhla a fázové sily budú vo všeobecnosti odlišné.
Vektor schéma pre prípad fázy AB je aktívna zaťaženie vo fáze bc - aktívne induktívne a ca-fáze, - aktívny-kapacitné, znázornenej na obr. 3.16, topografický diagram je na obr. 3.17.
Konštrukcia vektorov lineárneho prúdu sa uskutočňuje v súlade s výrazmi
İ A = Ü ab-İ ca; İ B = İ bc - İ ab; © C = © ca - bc.
Tak, na asymetrické nakládky symetriou fázového prúdu I ab, © bc, Ica narušený, takže lineárne prúd I A, I B, C aj môže byť určená len výpočtom z vyššie uvedených rovníc (3.20) a bolo zistené, graficky z vektorové diagramy (Obrázok 3.16, 3.17).
Dôležitým rysom pripojenie prijímača fáza delta je, že keď sa mení odpor jednej fázy do ďalších fáz prevádzky zostáva bez zmeny, pretože lineárne napätie generátora sú konštantné. Iba prúd tejto fázy a lineárne prúdy v linkách vodičov pripojených k tejto fáze sa budú meniť. Preto je schéma trojuholníkového pripojenia široko používaná na zahrnutie asymetrického zaťaženia.
Pri výpočte pre nevyvážené zaťaženie sa najprv určí hodnoty fázových prúdov © AB, © bc, ca I a zodpovedajúce fázové posuny cp AB, cp bc, φ ca. Potom sa lineárne prúdy určujú pomocou rovníc (3.20) v komplexnej forme alebo pomocou vektorových diagramov (obrázky 3.16, 3.17).
64 Pripojenie prvkov elektrický obvod podľa schém "hviezda" a "trojuholník"
V elektrických a elektronických zariadení Prvky reťaze sú spojené mostovým obvodom (obrázok 1.12). Odpor R 12, R 13, R 24, R 34 zahrnuté do náručia mosta v diagonálnom 1-4 súčasťou napájacieho zdroja E EMF, druhá diagonálna 3-4 nazýva merací mostík diagonálne.
 Obr. 1.12 |  Obr. 1.13 |
Ak chcete nahradiť obvod "hviezda" s rovnocenným trojuholníkom, vypočítajte odpor trojuholníka:
; 
; 
.
Po transformáciách (obr. 1.13) je možné určiť hodnotu ekvivalentného odporu mostného okruhu (obr. 1.12)
.
Pri použití schémy pripojenia pre zariadenia s trojfázovým reziduálnym prúdom súčasná ochrana jednofázových a trojfázových spotrebiteľov, Nulové a uzemňovacie zbernice v tomto obvode sú kombinované. Merač elektrickej energie s týmto typom pripojenia je inštalovaný medzi zariadením na zostatkový prúd a vstupným ističom.
65 Núdzové režimy trojfázový obvod
pri pripájaní záťaže k hviezde
Všeobecné informácie
Núdzové režimy sú skraty v záťaži
alebo v líniách a prerušené drôty. Dovoľte, aby sme sa zaoberali niektorou typickou núdzou