Методические указания к выполнению лабораторной работы №18 (стр. 1 )

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ БАЙКОНУРСКИЙ ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ ИМЕНИ М. И.НЕДЕЛИНА

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

по учебной работе

____________

«___»_____________2013г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ №18

по учебной дисциплине: «Электротехника»

специальности 08.02.09

«Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»

Наименование: «Исследование симметричной и несимметричной трехфазной цепи при соединении приемников энергии звездой».

Разработал преподаватель В. П. Дрилль

г. Байконур

2013год

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №18

Наименование работы: Исследование симметричной и несимметричной трехфазной цепи при соединении приемников энергии звездой.

Цель работы: Установить соотношение между линейными и фазными напряжениями и токами при различной нагрузке фаз. Построить векторные диаграммы напряжений. Выявить роль нейтрального провода.

Пояснения к работе.

Система трех однофазных цепей, в которых действуют ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые по фазе на угол 1200 , называется трехфазной электрической цепью. Трехфазный генератор состоит из статора и ротора. На статоре расположены три, одинаковые обмотки, смещенные одна относительно другой на 1200. Начала обмоток обозначаются буквами АВС, а их концы соответственно буквами xyz (или abc). Ротор является электромагнитом и, при его вращении, будет вращаться его магнитный поток. В результате в каждой обмотке статора наведутся синусоидальные ЭДС с амплитудой Еm , частотой f, сдвинутые по фазе относительно ЭДС соседней обмотки на 1200.

eA = Em sin ωt

eB = Em sin (ωt – 120о)

eC = Em sin (ωt – 240о) или eC = Em sin (ωt + 120о)

Система трех переменных ЭДС одной амплитуды и частоты, сдвинутые по фазе на 120о, называется трехфазной симметричной системой ЭДС. Графики и векторная диаграмма, которой имеют вид.

+ j

е еА еВ еС

ЕС

1200 1200 ЕА

wt 0

- 1200 +

ЕВ

- j

Если вектор ЭДС EA совместить с положительным направлением оси, то можно записать комплексы

ĖА = Е; ĖB = Ee-j120°; ĖC = Ee-j240° или ĖC = Eej120°.

ЭДС трехфазного генератора принимают амплитудное значение в определенной последовательности. Рассмотренная последовательность А → В → С называется прямой последовательностью фаз ЭДС.

К обмоткам генератора присоединяют нагрузку с сопротивлением ZA, ZB, ZC. В результате образуются три самостоятельные электрические цепи с токами IA, IB, IC, каждую из них называют фазой.

А А¢

IA ZA

 

z x

y

ZC ZB

C B IB C¢ B¢

IC

Различают симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи.

При симметричном режиме комплексные сопротивления трех фаз одинаковые, то есть ZA = ZB = ZC, ЭДС образуют трехфазную симметричную систему. В этом случае токи фаз IA, IB, IC будут равны по величине и сдвинуты относительно одноименных ЭДС на одинаковые углы, то есть образуют трехфазную симметричную систему токов. В симметричных трехфазных системах алгебраическая сумма мгновенных значений ЭДС, а также сумма их комплексов равна нулю. eA + eB + eC = 0, ĖА + ĖB + ĖC = 0 iA + iB + iC = 0, İА + İB + İC = 0

ĖС

İС

φ

ĖА

φ

İВ φ İА

ĖВ

При несимметричном режиме комплексные сопротивления фаз не равны друг другу, при этом токи и их фазные сдвиги (углы φ) будут различные.

Трехфазная система, у которой отдельные фазы изолированы называется электрически несвязанной и не находит применения. Для сокращения количества проводов между генератором и потребителем энергии применяют электрически связанные трехфазные электрические системы. Для этого обмотки трехфазного генератора соединяют звездой или треугольником.

Для получения соединения обмоток трехфазного генератора звездой необходимо концы обмоток X, Y, Z соединить в одну точку O(N) называемую нулевой точкой или нейтралью генератора. От нулевой точки к потребителям энергии прокладывают нулевой (нейтральный) провод. К началам обмоток А, В, С присоединяют линейные провода, которые идут к потребителям.

A IA A¢

UA UAB UCA ZA

 

0 I0 0¢