Методические указания к лабораторным работам

4. Порядок выполнения работы.

4.1. По схеме рис.16. определить параметры R₁ (R₂), катушек индуктивности R_K1, L₁ и R_K2, L₂ и взаимную индуктивность М. Рекомендуемая частота – по указанию преподавателя.

Ток измеряется по падению напряжения на сопротивлении R₁ (R₂), которое рекомендуется измерить вольтметром V₁, переносом потенциального зажима из точки “d” в точку “a”.
Для измерения параметров второй катушки L₁ и L₂ меняются местами.
Результаты измерений и расчетов параметров представить в таблице по форме 8.

Форма 8.

Катушка	U1 В	UR1 В	U21 В	f кГц.	L1 мГ	L2 мГ	M мГ
1.
2.

Указание: В процессе измерений рекомендуется с помощью осциллографа контролировать синусоидальность напряжения.

По результатам измерений убедиться, что М₂₁ = М_12.

4.2. По схеме рис.17. измерить токи и напряжения в цепи для топографической диаграммы при согласном и встречном включении катушек.

Согласное включение определяется по меньшему току при неизменном напряжении на входных зажимах цепи.
Напряжение для диаграммы рекомендуется измерять последовательным переносом потенциального зажима вольтметра в точки a, b, c, d.
Аналогично переносом зажима фазометра в точки a, b, c, d рекомендуется измерить углы сдвига фаз между соответствующим напряжением и током в цепи.
По результатам измерений:

• 
  построить топографические векторные диаграммы для согласного и встречного включения катушек;
  
• 
  определить коэффициент взаимной индукции и сравнить с результатом пункта 4.1.
  

Результаты измерений и расчетов представить в таблице по форме 9.

Форма 9.

	Ток, А		Напряжение, В				L’ мГ	L’’ мГ	M мГ
	UR1	I	UAO	UBO	UCO	UDO
Согл.
Встр.

4.3. По схеме на рис.19. измерить токи и напряжение в цепи при согласном и встречном включении катушек.

Напряжения относительно точки “0” измеряются последовательным переносом потенциального зажима вольтметра в точки a, b, c.
Углы сдвига по фазе токов в обеих ветвях относительно входного напряжения измеряются фазометром переносом зажима фазометра в точки a, b.
Результаты измерений и расчетов представить в таблице по форме 10.
По результатам измерений и расчетов построить топографические векторные диаграммы для согласного и встречного включений катушек.
Форма 10.

	Токи, А				Напряжения, В
	UAO	I1	UBO	I2	UAO	UBO	UCO
Согл.
Встр.

4.4. Подключив сопротивление R к зажимам 2-2 в схеме на рис.19, измерить режим работы воздушного трансформатора при активной нагрузке.

По результатам измерений определить входное активное и реактивное сопротивления трансформатора, а также вносимые активное и реактивное сопротивления.
По известным параметрам цепи расчетом определить входное и вносимое активное и реактивное сопротивления первичной цепи и сравнить с результатом эксперимента.
Результаты измерений и расчета представить в таблице по форме 11.
Форма 11.

Ток, А		Напряжения, В			Сопротивления, Ом
UAO	I	UAO	UDO	U21	ZBX	RBX	XBX	R	X

5. Содержание отчета.

5.1. Цель и содержание работы.

5.2. Основные расчетные формулы.
5.3. Таблица применяемых приборов и элементов.
5.4. Таблицы и векторные диаграммы в соответствии с пунктами 4.1 - 4.4.
5.5. Выводы с анализом результатов по пунктам 4.1. – 4.4.
Литература:
[1] Гл. 5, §§ (5-18), (5-19), стр. 242-251.
[2] Гл. 7, §§ (7-1), (7-2), (7-3), стр. 110-125.
Лабораторная работа №6.


Исследование трехфазных цепей синусоидального тока.

1. 
   Цель работы - исследование режимов работы трехфазных цепей при соединении генератора и нагрузки по схеме «звезда - звезда» и «звезда-треугольник».
   

2. 
   Основные теоретические положения.
   

Рассмотрим основные аналитические соотношения, характеризующие режимы трехфазных цепей при условии, что напряжения трехфазного источника симметричны.

При соединении фаз источника звездой (рис. 21) линейные напряжения определяются через разности фазных напряжений [1]:
U_AB = U_A - U_B , U_BC =U_B - U_C , U_CA = U_C - U_A .
Для источника с симметричным напряжением фазные напряжения (рис. 22)
U_A=U_Ф , U_B=U_Фe ^-j120 , U_C=U_Фe ^j120 ,
линейные напряжения
U_AB=U_Лe ^j30 , U_BC=U_Лe ^{-j 90} , U_CA=U_Лe ^j150 .
По модулю линейные напряжения больше фазных в раз:
U_Л= U_Ф

1. 
   Несимметричный режим.
   

1. 
   При соединении приемника звездой расчет несимметричного режима при известных сопротивлениях приемника начинается с определения напряжения U_Nn смещения нейтрали, т.е. положения нейтральной точки «n» нагрузки на плоско-
   

Рис.21. Рис.22.

с
ти комплексных чисел. При симметричном режиме положение точки «n» совпадает с положением нейтральной точки «N» источника, т.к. в этом режиме U_Nn=0. При несимметричном режиме U_Nn 0.

Модуль и аргумент напряжения при соединении приемника звездой с нейтральным проводом (рис. 23) определяется выражением


Рис.23.

U_Nn=

где
y_А= , y_B= , y_C= , y_N=
Линейные (или фазные) токи с учетом напряжения смещения нейтрали рассчитываются аналогично симметричному режиму:

I_A= , I_B= , I_C=

Ток в нейтральном проводе:

I_N = I_A + I_B + I_C .

2. 
   При соединении приемника треугольником (рис. 24) и z_Л=0 фазные токи :
   

I_ab = ; I_BC= ; I_CA=
Линейные токи определяются по формулам:

I_A = I_AB - I_CA , I_B = I_BC - I_AB , I_C = I_CA - I_BC .

Рис.24.

Если z_Л 0, то после эквивалентного преобразования треугольника в звезду, рассчитываются линейные токи. Фазные токи рассчитываются по предварительно найденным фазным напряжениям приемника:
U_AB= ,
где - сопротивления лучей звезды, эквивалентной треугольнику.

2. 
   Симметричный режим.
   

1. 
   Для симметричного приемника, соединенного звездой z_A=z_B=z_C=z; U_nN=0. С учетом этих условий напряжения и токи для такого приемника рассчитываются по тем же формулам, что и для несимметричного приемника. При этом U_Л= U_Ф ; I_Л = I_Ф , где U_Л , I_Л , U_Ф , I_Ф - соответственно линейные и фазные токи и напряжения.
   

2. 
   Для симметричного приемника, соединенного треугольником, расчет напряжений и токов производится по тем же формулам, если учесть в них, что для такого приемника z_AB=z_BC=z_CA=z .
   

По модулю линейные токи в раз больше фазных:
I_Л= I_Ф ,
а линейные напряжения по модулю равны фазным: U_Л = U_Ф .

3. 
   Описание лабораторной установки.
   

Экспериментальное исследование трехфазных цепей синусоидального тока

проводится на универсальном рабочем стенде, на лицевой панели которого смонтированы все элементы исследуемой цепи, источник с симметричным напряжением, соединенный по схеме «звезда» и измерительные приборы.
Параметры элементов цепи и перечень приборов рекомендуются преподавателем.

4. 
   Порядок выполнения работы.
   

1. 
   Соединение приемника по схеме «звезда».
   

Исследование проводится по схеме, представленной на рис. 25. Резисторы r₁r₇ служат для измерения тока, величина которого определяется путем деления падения напряжения на резисторе на его сопротивление.

Рис.25.

1. 
   Холостой ход.
   

При разомкнутых ключах К₁К₄ измеряются фазные и линейные напряжения источника. Результаты измерений заносятся в таблицу по форме 12.

Форма 12.

Наименование опыта