ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ
ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ ЗВЕЗДОЙ
Цель работы – изучение экспериментальных и расчётных методов анализа симметричных и несимметричных режимов работы трёхфазной цепи при соединении приёмников звездой.
Программа работы
1. Выполнить задание на подготовку к лабораторной работе.
2. Исследовать симметричный и несимметричный режимы работы трёхфазной цепи при соединении приёмников звездой с нулевым проводом.
3. Исследовать симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи при соединении приёмников звездой без нулевого провода.
Описание лабораторной установки
Исследуемая трёхфазная цепь (рисунок 4.1) подключается к трехфазному генератору.Фазы генераторы имеют соединение в схему звезда, фазные напряжения которого равны U A = U B = U C = U Ф. В работе исследуется соединение приёмников звездой с нулевым проводом и без нулевого провода. Нулевой провод подключается с помощью ключа S. В качестве фазы приёмников используется R – L, R – C или R – цепь, элементы которых находятся в отдельных библиотеках программы Electronics Workbench. Фазные токи и напряжения контролируются соответственно амперметром и вольтметром, отображающие действующие значения синусоидальных электрических величин.
Рисунок 4.1. Электрическая схема исследуемой цепи
Задание на подготовку к лабораторной работе
1. Изучить раздел курса электротехники, в которой рассматривается анализ трёхфазных цепей при соединении приёмников звездой.
2.Подготовить бланк протокола, соответствующий программе выполнения лабораторной работы.
3. Произвольно задаться параметрами трехфазного источника (Таблица 4.1.).
Таблица 4.1. Параметры трехфазного источника
| Фаза А | Фаза B | Фаза C | |
| U Ф, В | |||
| f, Гц | |||
| ψ, градус |
Выбрать электрическую цепь соответствующую каждой фазе приемника в различных режимах работы (Таблица 4.2.).
Таблица 4.2. Параметры трехфазного приемника
| Режим работы | Фаза a | Фаза b | Фаза c |
| Симметричная нагрузка | 
| 
| 
|
| R =, L (C) = | R =, L (C) = | R =, L (C) = | |
| Однородная нагрузка |
|
|
|
| R =, L (C) = | R =, L (C) = | R =, L (C) = | |
| Равномерная нагрузка |
|
|
|
| R =, L (C) = | R =, L (C) = | R =, L (C) = |
Порядок выполнения экспериментальной части
1. Собрать виртуальную трехфазную цепь соответствующую схеме замещения (рисунок 4.1), используя параметры трехфазного источника (Таблица 4.1). Установить симметричную нагрузку используя данные из таблицы 4.2.
2. Замкнуть ключ S и исследовать трехфазную симметричную электрическую цепь: измерить линейное напряжение U л,фазные напряжения приемника U a, U b, U c, фазные токи I a, I b, I c и ток в нулевом проводе I n. Убедиться, что в симметричном режиме 
.Полученные значения занести в таблицу 4.3.
3. Отключить нулевой провод и повторить предыдущие измерения, дополнительно измерив смещение нейтрали U nN. Полученные значения напряжений и токов занести в таблицу 4.3.
4. Исследовать несимметричные режимы работы трехфазной цепи с нулевым проводом и без нулевого провода: с однородной и равномерной нагрузкой, используя значения из таблицы 4.2. Полученные значения фазных напряжений и токов занести в таблицу 4.3.
5. Исследовать режим холостого хода в заданной фазе трехфазной цепи с нулевым проводом и без него. Полученные значения фазных напряжений и токов занести в таблицу 4.3.
7. Исследовать режим короткого замыкания в заданной фазе трехфазной цепи без нулевого провода. Полученные значения фазных напряжений и токов занести в таблицу 4.3.
8. По экспериментальным данным построить векторные диаграммы напряжений и токов (см. Приложение), для режимов, указанных в таблице.
9. По результатам физического эксперимента сделать выводы.
Таблица 4.3. Исследование трехфазной цепи.
| Режим | Нулевой провод | Напряжения, В | Токи, мА | Диаграмма | ||||||
| U a | U b | U c | U nN | I a | I b | I c | I n | |||
| Симметричная нагрузка | вкл. | |||||||||
| откл. | ||||||||||
| Однородная нагрузка | вкл. | |||||||||
| откл. | + | |||||||||
| Равномерная нагрузка | вкл. | + | ||||||||
| откл. | + | |||||||||
| Холостой ход в фазе … | вкл. | |||||||||
| откл. | + | |||||||||
| Короткое замыкание в фазе … | откл. | + |
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. Векторная диаграмма напряжений для соединения приёмников звездой без нулевого провода строится методом засечек. Откладываются в масштабе напряжений из точки N три вектора фазных напряжений трёхфазного генератора U A, U B, U C. Из концов построенных векторов делаются засечки радиусами, равными соответственно фазным напряжениям приёмника U a, U b, U c.Точка пересечения трёх засечек с некоторой погрешностью даёт точку n, которая определяет положение вектора напряжения смещения нейтрали U nNи положения векторов U a, U b, U c. Диаграмма токов строится относительно векторов фазных напряжений нагрузки.