Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Электротехника в облачном приложении Multisim Live (лабораторный практикум)

.pdf
Скачиваний:
40
Добавлен:
15.05.2023
Размер:
3.12 Mб
Скачать

Действующие значения установленных фазных напряжений источников запишите в таблицу 8.2. Они будут одинаковыми для всех опытов. Также одинаковым для всех опытов будет значение линейного напряжения источника,

измеряемое вольтметром «».

3) Амперметры и вольтметры переведите в режим измерения действующих тока и напряжения (галочку в пункте «Measurement labels»

вкладки «Item» прибора переставьте в поле «Periodic»).

4) Проведите для четырехпроводной цепи три опыта:

опыт 1 проведите для симметричной нагрузки. Сопротивления во всех трех фазах установите одинаковыми и равными Ra для Вашего варианта

(таблица 8.1). Включите симуляцию. Измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу 8.2.

опыт 2 проведите для несимметричной нагрузки. Для получения несимметричной нагрузки измените в фазах В и С величину сопротивлений Rb

иRc на значения, указанные в таблице 8.1. Включите симуляцию. Измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу 8.2.

опыт 3 проведите для случая обрыва одной из фаз нагрузки. Для этого в одной из фаз удалите линейный провод, соединяющий генератор и нагрузку.

Включите симуляцию. Измерьте напряжения и токи и запишите их в таблицу

8.2.

8.3.2 Эксперимент 2 - Трехпроводная трехфазная цепь («Звезда-звезда»)

1) Измените исходную схему (рисунок 8.5):

удалите из схемы нулевой провод и амперметр «IN»;

подключите к нулевой точке генератора вольтметр, в качестве

«эталонного зонда» для него выберите зонд REF2. Переключите вольтметр в режим «Periodic».

81

Таблица 8.2

опыта№

Линия

 

 

 

Задано

 

 

 

 

 

 

Измерено

 

 

 

 

В

В

В

Ом

Ом

Ом

В

В

В

В

 

А

А

А

А

В

 

 

Нагрузка

UA

UB

UC

Rа

Rb

Rc

Ub

Uc

 

IA

IB

IC

IN

UО’О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Четырехпроводная

Симметричная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Несимметричная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Обрыв фазы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Трехпроводная

Симметричная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Несимметричная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

Обрыв фазы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначения в таблице:

– линейное напряжение трехфазного источника (генератора), (напряжение между линейными проводами, междуфазное напряжение); UA , , – фазные напряжения трехфазного источника (генератора); , Ub, – фазные напряжения на нагрузке; IA , , – линейные (фазные) токи; IN – ток нулевого (нейтрального) провода; UО’О – смещение нейтрали (напряжение между нулевыми точками генератора и нагрузки).

82

Рисунок 8.5

2) Проведите для трехпроводной цепи три опыта:

для симметричной нагрузки;

для несимметричной нагрузки;

для случая обрыва одной из фаз нагрузки.

Сопротивления в каждом опыте устанавливайте в соответствии с рекомендациями пункта 4 предыдущего эксперимента.

Результаты измерений внесите в таблицу 7.2.

8.4 Рекомендации по обработке результатов опытов

1)Проверьте выполняется ли в Вашей схеме соотношения между фазным

илинейным напряжением для трехфазной цепи при соединении нагрузки

83

звездой:

U

Л

=

3 U

Ф

 

 

 

2) Вычислите активные мощности каждой фазы и активную мощность трехфазного приемника. Результаты вычислений занесите в таблицу 8.3.

Таблица 8.3

опыта№

 

Линия

 

 

 

Расчет

 

 

 

Вт

Вт

 

Вт

Вт

 

 

 

Нагрузка

PA

PB

 

PC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Четырех-

проводная

Симметричная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Несимметричная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

Обрыв фазы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

проводная

Симметричная

 

 

 

 

 

 

Трех-

 

 

 

 

 

 

2

Несимметричная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

Обрыв фазы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) По результатам эксперимента постройте в масштабе векторные

диаграммы токов и напряжений для всех исследуемых режимов работы

трехфазной цепи.

8.5 Содержание отчета

1)Цель работы.

2)Скрины схем электрической цепи из Multisim Live в режиме симуляции, на которых видны параметры элементов в соответствии с вариантом и показания приборов.

3)Таблицы 8.2 и 8.3.

4)Векторные диаграммы для каждого опыта, построенные в масштабе.

5)Расчетные формулы.

6)Выводы по работе.

84

8.6 Контрольные вопросы

1)Какую систему переменного тока называют трехфазной?

2)Как определить реактивную мощность трехфазного потребителя соединенного звездой?

3)Каковы недостатки четырехпроводной электрической цепи?

4)Что входит в понятие «фаза», применительно к многофазной электрической системе?

5)Будут ли меняться линейные токи в четырехпроводной трехфазной цепи при обрыве нулевого провода в случае несимметричной нагрузки?

6)Симметричная нагрузка соединена звездой. Линейные напряжение

иток равны 380 В и 10 А. Чему равны фазные напряжение и ток?

7)Симметричный трехфазный приемник подключен звездой к трехфазному источнику. Определите показание амперметра, если известно, что,

U

л

=380 В,

Zф

=11 Ом.

8)Приведите схему трехфазного потребителя электрической энергии,

которой соответствует приведенная векторная диаграмма?

UА

 

IА

UC

UB

 

UBC

 

B

9)Что означает термин «напряжение смещения нейтрали»? В каких случаях оно возникает?

10)Чему равна сумма токов iA , iB , iC , создаваемых симметричной

трехфазной системой ЭДС в симметричной нагрузке?

85

11)Трехфазный генератор работает на симметричную нагрузку.

Коэффициент мощности 0,8. Полное сопротивление фазы 10 Ом, фазный ток 10

А. Определить активную мощность, потребляемую нагрузкой.

12)Какую трехфазную нагрузку называют симметричной?

13)Симметричный трехфазный потребитель подключен к трехфазному источнику. Определить показание амперметра, если известно, что U л =380 В,

Zф

=10 Ом.

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

C

A

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

ф

Z

ф

Z

ф

 

 

 

 

 

 

 

14)

Как соотносятся фазные и линейные напряжения в

генераторе с

соединением обмоток звездой?

 

 

 

 

 

 

 

15)

Как соотносятся

фазные

и линейные токи в

генераторе с

соединением обмоток звездой?

 

 

 

 

 

 

 

V

Z А

Z В

Z С

16) Что покажет вольтметр, включенный в цепь симметричного трехфазного потребителя,

если линейное напряжение питающей сети равно

U = 220 В, а провод С оборван?

17)

трехфазной

А

UA трехфазный напряжение

В

UB закорочено?

С

UC

Задано линейное напряжение Uл = 65 В

сети, питающей симметричный

потребитель. Каким станет фазное

U В , если сопротивление фазы А

86

18) Какую силу тока симметричного трехфазного

питающей сети равно U =100

В,

 

r

 

А

 

 

 

r

 

В

A

 

 

r

 

С

 

 

покажет амперметр, включенный в цепь потребителя, если линейное напряжение r =10 Ом, а провод А оборван?

19) Линейное напряжение трехфазной цепи U л

фазы симметричного трехфазного потребителя Z =10

проводе А, если оборван провод С.

 

Z

А

 

U

Z

л

В

 

 

Z

С

 

= 220 В. Сопротивление Ом. Определить ток в

20) Задано линейное напряжение

U л

симметричный трехфазный потребитель.

покажет вольтметр, если провод В оборван.

Z А

V Z В

Z С

=10 В трехфазной сети, питающей Определить напряжение, которое

87

9 Лабораторная работа№8. Исследование трехфазной цепи

при соединении нагрузки треугольником

Цель работы. Изучить трехфазную цепь при соединении нагрузки треугольником. Экспериментально подтвердить соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами, научиться строить векторные диаграммы.

9.1 Краткое описание работы. Электрическая схема опытов

В работе исследуются трехфазная цепь при соединении нагрузки треугольником (рисунок 9.1). Нагрузка присоединена к трехфазному генератору, обмотки которого соединены звездой. Эксперименты проводятся для четырех режимов работы: при симметричной нагрузке, при несимметричной нагрузке, при обрыве фазы нагрузки, при обрыве линейного провода. По результатам опытов рассчитывается активная мощность,

потребляемая цепью, и строятся векторные диаграммы.

U A

O

U

B

 

 

 

 

U

 

 

C

A

A1

 

a

 

 

 

 

Rab

 

 

 

V1

 

 

 

V3

b

A4

A6

В

 

 

 

A2

 

 

V2

 

Rbc

Rca

 

A5

 

 

 

 

A3

 

c

С

 

 

 

 

 

Рисунок 9.1

Параметры элементов схемы приведены в таблице 9.1 и выбираются по номеру варианта.

88

9.2 Параметры элементов схемы

Таблица 9.1

 

Вариант

 

Uф

 

Ra

 

Rb

 

Rc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

Ом

 

Ом

 

Ом

 

 

1

 

100

 

100

 

50

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

100

 

95

 

55

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

100

 

90

 

60

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

85

 

65

 

95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

80

 

70

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

75

 

50

 

85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

100

 

70

 

45

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

65

 

40

 

75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

60

 

35

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

100

 

55

 

30

 

65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

100

 

60

 

25

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

100

 

65

 

30

 

55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

100

 

70

 

35

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

100

 

75

 

25

 

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

100

 

80

 

30

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

100

 

85

 

25

 

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

100

 

90

 

25

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

100

 

95

 

35

 

55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

100

 

100

 

40

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

100

 

95

 

45

 

65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

90

 

30

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

100

 

85

 

35

 

75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

100

 

80

 

40

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

100

 

75

 

45

 

85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

70

 

50

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

100

 

65

 

45

 

95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

100

 

60

 

40

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

 

55

 

30

 

95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

100

 

50

 

70

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

100

 

45

 

60

 

85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

89

9.3 Рабочее задание

1) Соберите в Multisim Live схему. В качестве источников используйте источники синусоидального напряжения «AC Voltage». Последовательность сборки схемы показана на рисунках 9.2 и 9.3. Эксперименты проводятся в схеме рисунка 9.3.

а) промежуточная схема без измерительных приборов

б) промежуточная схема с амперметрами Рисунок 9.2

90