Лабораторные работы по электротехнике

Математика
Линейная алгебра
Найдём производную функции
Производная функции, заданной неявно
Производные некоторых элементарных функций
Дифференциал функции
Производные гиперболических функций
Производная степенной функции
Натуральный логарифм
Найдём предел
Найдём вторую производную функции
Частные производные
Ядерная физика
Решение задач по ядерной физике
Радиоактивность
Методика решения задач по физике
Деление и синтез ядер
Атомная энергетика
Атомная энергетика России
Программа развития АЭС до 2050 г
Ядерная индустрия в Китае, Индии, Пакистане
Южно-африканская республика
Ядерная энергетика
Ядерно-энергетические комплексы
Энергетическая  безопасность
Физические основы ядерной индустрии
Энергосберегающие технологии

Ионизирующее излучение

Электротехника
Конспекты
Лабораторные работы по электротехнике
Исследование  трёхфазных цепей
Методы расчета и анализа электрических цепей
История искусства
Интерьеры Успенского собора
Усадьба «Высокие горы»
Архитектура
Парфенон и храм Аполлона в Бассах
Вид на Акрополь
План терм Константина
План  и разрез Сакристии Сан Лоренцо
Начертательная геометрия
Метод проекций
Способы преобразования ортогональных проекций
Метрические задачи
Развертки
Стадии разработки конструкторской документации
Нанесение размеров
Аксонометрические проекции
Разьемные соединения
Зубчатые и чеpвячные механизмы
Эскиз детали
Деталирование чертежей
Информатика
Электронный учебник по информатике
Основы организации персонального компьютера
Процессоры
Основы сетевых операционных систем
Управление ресурсами ПК
Файловая система
Сетевая операционная система UNIX
Сетевая ОС Novell NetWare
Сетевые продукты Microsoft
Операционная система OS/2
Радиосвязь
Анализ и синтез речи
Лекции по сопромату, теория, практика, задачи
Геометрические характеристики сечений
Моменты инерции сечения
Моменты инерции простых сечений
Моменты инерции сложных фигур
Определение напряжений в стержнях круглого сечения
Построение эпюр угловых перемещений при кручении
Деформации и перемещения при кручении валов
Кручение тонкостенных стержней замкнутого профиля
Статически неопределимые задачи.
Рациональные формы сечений при кручении
Общие понятия о деформации изгиба
Определение опорных реакций
Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил
Расчет статически неопределимых балок
Способ сравнения деформаций
Момент сил. Действие с силами и моментами

Гладкая поверхность (плоскость)

Равновесие произвольной системы сил
Расчет ферм
Внутренние силы. Метод сечения
Понятие об устойчивости
Расчеты на прочность по допускаемым напряжениям
Дифференциальные зависимости при изгибе
Касательные напряжения при изгибе
Формула Ясинского
Расчет цилиндрических витых пружин
Изгиб с кручением

Стальной параллелепипед

Квадратная стальная пластинка
Между абсолютно жесткими плитами плотно вставлен стальной стержень
Вычислить упругую объемную деформацию бетонного куба
Главные напряжения, действующие в стальной полосе
Как меняются размеры и объем стальной пластины
Резиновый стержень
Медный кубик
Стальной кубик
Рассчитать на прочность по III-ей теории прочности

Доказать, что если на некоторой площадке в окрестности точки М

касательные напряжения
В растянутом стержне в одном из наклонных сечений возникли напряжения
В стальном растягиваемом стержне
 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

Исследование трёхфазных цепей при соединении сопротивлений нагрузки в звезду

Цель работы: экспериментальная проверка соотношений между линейными и фазными величинами и уяснение назначения нулевого провода.

Пояснения к работе

В зависимости от номинального напряжения приёмника и от параметров сети в трёхфазных системах сопротивления нагрузки могут включаться либо в «звезду», либо в «треугольник». Это две основные схемы включения элементов в 3х- фазных системах. Если комплексы сопротивлений фаз одинаковы: Zа= Zв =Zс=Zф,, то нагрузка называется симметричной, в противном случае – несимметричной. Для величин на зажимах генератора удобно употреблять в качестве индексов большие буквы А, В, С. Для величин на зажимах нагрузки – малые буквы: ax, ву, cz или а, в, с.

При соединении нагрузки в звезду и симметричном режиме работы цепи  (рис. 9.1) линейные и фазные величины связаны между собой соотношениями:

 ,  или в комплексной форме:

При несимметричной нагрузке линейные напряжения определяются через фазные по II закону Кирхгофа:

 

U ab = U a – U b ; U bc = U b – U c ; U ca = U c – U a .

Линейные и фазные токи при соединении «звезда» это одни и те же токи, только на разных участках своей фазы, т.е. : 

I a = I a , I B = I b , I C = I c .

Если нагрузка несимметрична, то между нейтральными точками нагрузки 0¢ и источника 0 возникает узловое напряжение UO¢ O , которое называют напряжением смещения нейтрали. В этом случае:

 

 UO¢ O =;

 Ua = UA – UO¢ O , Ub = UB – UO¢ O , Uc=UC – UO¢ O .

Здесь YA, YB, YC, YN – проводимости фаз нагрузки и нулевого провода;

UA,B,C – фазные напряжения генератора, Ua,b,c – фазные напряжения нагрузки. 

При несимметричной нагрузке для выравнивания фазных напряжений приёмника применяется нулевой провод (НП). При симметричной нагрузке ток в нулевом проводе равен нулю, и провод, собственно, не нужен. При несимметричной нагрузке ток в нулевом проводе определяется по I закону Кирхгофа:

IN = IA + IB + IC .

 Типовая векторная диаграмма для цепи при симметричной R,L-нагрузке, соединённой в звезду, представлена на рис. 9.2.

Домашняя подготовка к работе

1. Изучить тему «Трёхфазные цепи синусоидального тока», познакомиться с целью и пояснениями к данной лабораторной работе. Подготовить схему и таблицы, необходимые для проведения экспериментов.

2. Для Вашего варианта схемы трёхфазной цепи (см. табл. 8.1) рассчитать токи и напряжения нагрузки и построить векторные диаграммы для трёх случаев: нагрузка симметричная; обрыв сопротивления нагрузки по любой одной из фаз при отсутствии нулевого провода; короткое замыкание по любой другой фазе нагрузки при отсутствии нулевого провода.

Результаты расчётов внести в табл. 2 для сравнения с результатами измерений.

 Порядок выполнения работы

1. Используя набор съёмных элементов и элементов на стенде, собрать схему Вашего варианта. Пояснения к формированию сопротивлений нагрузки приведены в примечаниях к таблице вариантов. Нанести общепринятые обозначения сопротивлений и напряжений. В качестве трёхфазного источника использовать источник синусоидального напряжения частотой 50 Гц, имеющийся на стенде.

2. Симметричный режим. Измерить токи Iф, IN, линейные Uab, Ubc, Uca  и фазные Ua, Ub, Uc напряжения на нагрузке при включенном и при отключенном нулевом проводе. Результаты измерений внести в табл. 2. Убедиться, что отношение Uл.ср к Uф.ср действительно равно .

3. Режим обрыва фазы. Повторить измерения токов и напряжений при обрыве сопротивления нагрузки для случаев включенного и отключенного нулевого провода. 

4. Режим короткого замыкания. При выполнении этого эксперимента необходимо пригласить преподавателя. Измерения выполнить только при отключенном нулевом проводе. 

5. Сравнить измеренные и расчётные значения токов и напряжений по каждому из пунктов исследования. На векторные диаграммы, построенные при подготовке к работе, другим цветом нанести векторы, соответствующие экспериментальным данным.

Таблица 9.1. Варианты заданий к лабораторной работе № 9.

Вариант

Uф, В

Zax

Zby

Zcz

Обрыв фазы

КЗ фазы

1

12.7

03

R1

R4

В

С

2

22

03+j(26+28)

R4+jL4

R1+j29

С

В

3

33

-j(13+19)

-j(13+19)

-jC4

А

А

4

12.7

j(26+28)

j29

+jL4

В

А

5

33

03+06

R4

R3

С

В

6

38.1

03+j(26+28)

R1+j29

R4+jL4

В

С

7

25.4

01+04

R2

R4

А

В

8

23.2

01+03+04

06

R4

С

А

9

27.7

03+06-jC1

R3-jC4

R4-j(13,15,17,19)

В

С

10

38.1

03+06

R3

R4

А

В

Примечания. В таблице указаны номера элементов, из которых ормируются сопротивления фаз нагрузки.

Например, для варианта 6 указано: Zах = 03 + j(26+28), Zвy = R1+j(29),  Zсz = R4+jL4. Это значит, что для фазы А необходимо использовать R-элемент  03 – 100 Ом, индуктивные элементы 26+28 = 20+50 мГн, т.е. Х = wL = = 314*0,07 = 22 Ом. Таким образом, получаем:  Zax = 100 +j22 Ом. Такое же сопротивление в фазе В формируется из элементов:  R1 = 100 Ом и индуктивного элемента 29 = 70 мГн. В фазе С сопротивление формируется из регулируемого резистора R4 = 100 Ом и из регулируемого индуктивного элемента L4 = 70 мГн.

В случаях, когда используются ёмкостные элементы 11 – 19, их между собой необходимо включать параллельно.

Например, в варианте 9 указано: Zcz = R4 – j(13,15,17,19). Это значит, что активное сопротивление, такое же как в фазах А и В, необходимо установить с помощью регулируемого резистора R4. Ёмкостные же элементы 13,15,17,19  необходимо соединить параллельно, прежде чем включить в фазу C.

6. Во всех случаях измерений при включенном нулевом проводе проверить соотношение напряжений Uл /Uф и сделать вывод о роли нулевого провода. Сформулировать заключение по работе.

Таблица 9.2. Результаты исследования 3х-фазной цепи при соединении

нагрузки в звезду.

Примечания.

В какой фазе производится обрыв или короткое замыкание сопротивления нагрузки – указано в таблице вариантов.

Опыт при коротком замыкании фазы выполняется обязательно в присутствии преподавателя. 

Вопросы для самоконтроля

1. Напишите соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами при соединении приемников в «звезду».

2. Почему при симметричной нагрузке в нулевом проводе отсутствует ток?

3. Какое назначение имеет нулевой провод в трехфазных цепях?

4. Что такое смещение нейтрали? Как его рассчитать и как измерить?

5. Почему короткое замыкание в одной из фаз приемника разрешается устраивать только при выключенном нулевом проводе?

6. Расскажите о порядке построения векторных диаграмм трехфазных цепей при соединении приемников в «звезду».

Электротехника