Трехфазные электрические цепи, электрические машины, измерения электрической энергии, электрического освещения, выпрямления переменного тока

Таким образом, линейные токи равны алгебраической сумме векторов фазных токов. При симметричной нагрузке фазные токи одинаковы и сдвинуты по фазе на 120°. Векторная диаграмма для данного случая изображена на рис.4

Рис.4

НЕСИММЕТРИЧНАЯ НАГРУЗКА ФАЗ

Если в одну из фаз включить дополнительное сопротивление параллел

ьно имеющемуся, то есть, увеличить количество ламп, то общее сопротивление этой фазы уменьшится, а ток возрастет.

Величины токов в двух других фазах остаются неизменными, так как их сопротивления и напряжения не изменились. Векторная диаграмма, представленная на рис.5, построена для случая увеличения нагрузки в фазе "АВ".

Рис.5 Рис.6

При увеличении сопротивления одной из фаз, например, фазы "ВС", до бесконечности, что соответствует обрыву данной фазы, ток в ней равен нулю, в двух других фазах токи не изменятся, так как сопротивления в них остались как и при симметричной нагрузке.

Векторная диаграмма для данного случая изображена на Рис.6.

Лампы, включенные в фазу "ВС", не горят. В двух других фазах накал ламп такой же, каким был при симметричной нагрузке.

В случае обрыва одного из линейных проводов (например, провода, по которым протекает ток Iа), цепь трехфазного тока (рис.7) можно представить в виде однофазной с двумя параллельно включенными ветвями (рис.8)

В этом случае лампы в фазе "ВС" остались под фазным напряжением.

Векторная диаграмма имеет вид рис.9. Эти фазы оказываются соединенными последовательно под напряжение фазы Uвс.

Следовательно, напряжение Uвс делится поровну между фазами "АВ" и "СА". Активная мощность трехфазного тока при несимметричной нагрузке фаз равна сумме активных мощностей отдельных фаз:

Р = Рав + Рвс + Рса,

где: Рав = Uaв Iав cosjав

Pвс = Uвс Iвс cosjвс

Pса = Uса Iса cosjса

При симметричной нагрузке фаз Р = 3Рф = 3UфIфcosj.

А так как при соединении нагрузки треугольником

то есть, Р = Uл Iл cosjф.

Соответственно реактивная мощность Q = Uл Iл sinjф.

Полная мощность S = Uл Iл

Содержание ОТЧЕТА

1. Технические характеристики приборов и элементов, используемых в работе.

2. Схемы и таблицы.

3. Расчетные формулы и векторные диаграммы.

4. Выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Какое соединение фаз генератора или нагрузки называется треугольником?

2. Каковы соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами при симметричной нагрузке фаз, соединенных треугольником?

3. Как определяются линейные токи?

4. Как определяется активная, реактивная и полная мощности трехфазной цепи при различных нагрузках?

5. Каковы будут напряжения на фазах приемников энергии, если перегорит предохранитель в одном из линейных проводов?

6. Построить векторные диаграммы для всех случаев симметричной и несимметричной нагрузок фаз.

Литература

3. Иванов И.И., Равдоник В.С. Электротехника. - М.: Высшая школа, 1984, с.101 - 104.

4. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1983,с.112 - 114.

Методические указания к лабораторной работе № 8

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО СЧЕТЧИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.

Цель работы: изучить устройство, принцип работы однофазного счетчика, научиться включать его в сеть и производить поверку.

Теоретические сведения

Электрическая энергия равна произведению мощности электрической цепи на время:

где Р - мощность, Вт;

t - время, с.

Единица измерения электрической энергии - Вт×с. На практике применяют более крупную единицу - кВт× ч:

1кВт×ч = 1000 ×3600 = 3600000 Дж (Вт×с).

Для учета электрической энергии в цепях однофазного тока используются электрические счетчики индукционной системы типа СО. Счетчик измеряет энергию, израсходованную потребителем за определенный промежуток времени:

где u - мгновенное значение напряжения питания приемников энергии, В,

i - мгновенное значение тока, протекающий в цепи потребителя, А

p - мгновенное значение мощности потребителя, Вт

t - время, с

Следовательно, электрический счетчик - это суммирующий прибор. Все электрические счетчики по роду измерений величины подразделяются на две группы:

счетчики активной энергии

счетчики реактивной энергии.

Для учета энергии трехфазных потребителей в четырехпроводной сети применяют трех - и четырехэлементные счетчики активной энергии (СА-3, СА-4) и реактивной энергии (СР-3, СР-4). В данной работе исследуется индукционный однофазный счетчик электрической энергии типа СО-2.

УСТРОЙСТВО СЧЕТЧИКА

(см. плакат и счетчик на стенде)

На стальных сердечниках сложной формы, набранных из тонких пластин электротехнической стали, установлены две обмотки (катушки) - токовая обмотка (1) и обмотка напряжения (2).

Токовая обмотка выполнена незначительным числом витков медного провода относительно большого сечения, соответствующего номинальному току счетчика. Она включается в сеть последовательно с нагрузкой.

Обмотка напряжения имеет 8-12 тыс. витков тонкой проволоки диаметром 0,8 или 0,12 мм и включается в сеть параллельно нагрузке.

Между сердечниками установлен алюминиевый диск 3, который укреплен на оси 6 и свободно вращается в подпятниках.

Постоянный магнит 4 необходим для создания тормозного момента. На оси 5 расположена червячная передача 7, которая приводит в движение счетный механизм Все элементы счетчика укреплены на пластмассовом основании и закрываются крышкой. В нижней части основания укреплены клеммы для включения счетчика в сеть.

На лицевой стороне счетчика под стеклом установлен паспорт, в котором указываютсяосновные данные счетчика, например

тип - СО-2

класс точности - 2,5

передаточное число К - 1200 об/ кВт*час (или другое значение, см. счетчик)

напряжение - 220 В

номинальный ток - 5А

частота тока - 50 Гц

ГОСТ

заводской номер

год выпуска.

Принцип работы счетчика

При включении катушки напряжения в сеть по ней течет ток, который вызывает в сердечнике 1 магнитный поток Ф, разделенный на две части: Фр и ФL, где Фр - рабочий поток, который пронизывает алюминиевый диск и замыкается через противополюсную скобу; ФL - магнитный поток, замыкающийся через боковые стержни сердечника и непосредственного участия в создании вращающего момента счетчика не принимающий.

 Скачать реферат