- •Общая электротехника и электроника
- •220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (в строительстве)»
- •Лабораторная работа № 9 исследование трехфазной электрической цепи при соединении приемников треугольником
- •Лабораторная работа № 10 исследование трехфазной электрической цепи при соединении приемников звездой
- •10.1. Цель работы
- •Лабораторная работа № 11 исследование линейного четырехполюсника
- •11.1. Цель работы
- •Лабораторная работа № 12 изучение устройства, работы и методики проведения исследований с помощью электронно-лучевого осциллографа
- •12.1. Цель работы
- •Лабораторная работа № 13 исследование переходных процессов в электрических цепях
- •13.1. Цель работы
- •Лабораторная работа №14 исследование переходных процессов в цепях второго порядка
- •14.1. Цель работы
- •Лабораторная работа № 15 исследование нелинейных электрических цепей
- •15.1. Цель работы
- •Лабораторная работа №16 исследование динамических характеристик ферромагнитных материалов
- •16.1. Цель работы
- •Лабораторная работа№17 исследование особенностей установившихся режимов работы нелинейных цепей
- •17.1. Цель работы
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Общая электротехника и электроника
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра автоматизации технологических процессов
Общая электротехника и электроника
методические указания
к выполнению лабораторных работ № 9 – 17
по курсу «Общая электротехника и электроника» (Общая электротехника)
для студентов обучающихся по специальности
220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (в строительстве)»
Воронеж 2011
УДК 621.3(07)
ББК 31.2я7
Составители
Ю.В. Авдеев, А.В. Полуказаков
Общая электротехника : метод. указания к выполнению лаб. раб. № 9 – 17 по курсу «Общая электротехника и электроника» (Общая электротехника) для студ., обучающихся по спец. 220301 / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т; сост.: Ю.В. Авдеев, А.В. Полуказаков. – Воронеж, 2011. – 32 с.
Методические указания содержат описания лабораторных работ по курсу «Общая электротехника».
Предназначены для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств в строительстве»
Ил. 19. Табл. 10. Библиогр.: 5 назв.
|
УДК 621.3(07) ББК 31.2я7 |
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Воронежского государственного архитектурно-строительного
университета
Рецензент – В.И. Енин, к .ф-м. н., доц. кафедры автоматизации
технологических процессов Воронежского государственного
архитектурно-строительного университета
Лабораторная работа № 9 исследование трехфазной электрической цепи при соединении приемников треугольником
9.1. Цель работы
Исследовать симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи при соединении приемников треугольником. Проверить соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями. Освоить измерение мощности в такой цепи.
9.2. Подготовка к работе
9.2.1. Изучив описание данной работы и необходимый материал по учебнику, конспекту лекции и литературным источникам, ответьте на все вопросы для самопроверки.
9.2.2. Проведите предварительные расчеты.
9.2.3. Заготовьте табл. 9.1. и 9.2.
9.2.4. Нарисуйте электрическую схему эксперимента.
9.3. Предварительный расчет
Схема рассчитываемой цепи представлена на рис. 9.1.
Рис. 9.1
Сопротивления линейных проводов ZAa, ZBb и ZCc примем равными нулю. Следует найти значения фазных и линейных токов, полные фазные комплексные мощности , ( =P+jQ), мощности W1=Re{ } и W2=Re{ }.
Пусть r – активное сопротивление элементарного приемника в каждой фазе; nаb, nba, nса – количество включенных параллельно элементарных приемников в каждой из фаз (r, nаb, nba, nса задаются преподавателем). Эффективные значения фазных напряжений Uab=Ubc=Uca=220 В. Результаты расчетов оформите в соответствии с табл. 9.1 для предлагаемых ниже вариантов реализации сопротивлений Zab, Zbc, Zca приемника.
9.3.1. Симметричный активный приемник (nab, nbс, nca) Zab=rab=r/nab,
Zbc=rbc=r/nbc, Zca=rca=r/nca.
9.3.2. Симметричный активно-реактивный приемник (nab, nbс, nca) как в п. 9.3.1. Параллельно каждому активному сопротивлению rab,rbc,rca включен конденсатор емкостью 10 мкФ.
9.3.3. Несимметричный активный приемник (nab≠nba≠nca).
9.3.4. Несимметричный активно-реактивный приемник: Zab = -j/(ωC), С=10мкФ (nab=0); Zbc по 9.3.2; Zca по п. 9.3.1.
9.3.5. Постройте по результатам расчетов векторные диаграммы для напряжений и токов.
9.4. Порядок выполнения работы
Соберите схему по рис. 9.2. Выбор приборов для эксперимента производится в соответствии с результатами предварительных расчетов (п. 9.3). Измерение мощности проводится методом двух ваттметров.
9.4.1. Исследуйте работу цепи с симметричным активным приемником. Установите с помощью тумблеров ламповых реостатов необходимые по п. 9.3.1 значения nab, nbc и nca .Измерьте напряжения, токи и мощности. Результаты запишите в столбец 1 (табл. 9.2).
Таблица 9.1
|
симметричный режим |
несимметричный режим |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Yab=1/rab+j C Ybc=1/rbc+j C Yca=1/rca+j C |
= См = См = См |
= См = См = См |
= См = См = См |
= См = См = См |
Iab, Ibc, Ica, IA, IB, IC φIab, φIbc, φIca, φIa, φIb, φIc Pab, Pbc, Pca, Qab, Qbc, Qca W1, W2 |
|
|
|
|
9.4.2. Исследуйте работу цепи с несимметричным активным приемником. Подбором количества включенных в каждой группе ламп обеспечьте величины rаb, rbc, rса в соответствии с п. 9.3.3. Показания приборов занесите в столбец 3 (табл. 9.2).
9.4.4. Исследуйте работу цепи с симметричным активно-реактивным приемником. Параллельно каждому из ламповых реостатов подключите конденсатор емкостью 10 мкФ, причем к клеммам c-z подключите блок конденсаторов с пределами 0 - 54,75 мкФ, включите тумблером емкость С=10 мкФ, установите в соответствии c п. 9.3.2. Показания приборов занесите в столбец 2 (табл. 9.2).
9.4.5. Исследуйте работу цепи с несимметричным активно-реактивным приемником. Отключите конденсатор С=10 мкФ от приемника Zca, опустив вниз соответствующий тумблер. Установите nаb=0 (все ламповые приемники выключены), nbc и nса соответственно п. 9.3.1. Проведите все необходимые измерения и результаты запишите в столбец 4 (табл. 9.2).
Таблица 9.2
|
Cимметричный режим |
Несимметричный режим |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
|||||
Величина |
изм. |
выч. |
изм. |
выч. |
изм. |
выч. |
изм. |
выч. |
Iab, Ibc, Ica, IA, IB, IC, Uab, Ubc, Uca, W1, W2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 9.2
9.5. Обработка результатов измерений
9.5.1. Перенесите в табл. 9.2 результаты расчетов из табл. 9.1. Проанализируйте их и сделайте выводы.
9.5.2. Вычислите активную P=W1+W2 и реактивную Q = (W1-W2) мощности. Найдите эти мощности из соотношений Р = Раb+Рbc+Рca и Q = Qаb+Qbc+Qca. Проанализируйте результаты теоретических расчетов и эксперимента и сделайте выводы практической применимости метода двух ваттметров для измерения активной и реактивной мощности.
9.5.3. Проанализируйте все полученные результаты и определите область применения формулы IЛ= IФ.
9.6. Вопросы для самопроверки
9.6.1. Нарисуйте схему соединения приемника треугольником.
9.6.2. Запишите фазные (линейные) напряжения в обычном и комплексном виде.
9.6.3. Как рассчитать фазные и линейные токи при симметричном и несимметричном режимах?
9.6.4. Как измерить и рассчитать активную и реактивную мощности при симметричном и несимметричном режимах?
9.6.5. Как построить векторные диаграммы токов и напряжений для симметричного и несимметричного режимов работы?