Протокол измерений к лабораторной работе №10

«Трехфазная цепь, соединенная треугольником»

 

Рисунок 1П – Схема электрической цепи

 

Линейные напряжения источника U_{A В}= …….В, U_{B С}=…….. В, U_{C А}……… В.

 

Таблица 1П

Результаты измерений

 

Измеряемая величина	Режим работы трехфазной цепи
	Симметричный R А =      Ом R В =      Ом R С =      Ом	Несимм-ый R А =         Ом R В =    Ом R С =    Ом	Обрыв линии Аа R А =   Ом R В =   Ом R С = Ом	Обрыв фазы ab.	Включение фазы С на нейтраль N
Uab , , В
Ubc , В
Uca, В
IA , мА
IB, мА
IC , мА
Iab , мА
Ibc, мА
Ica, мА

 

Работу выполнил: ____________________________________

Работу проверил: ____________________________________

 

Содержание отчета

1. Нарисовать схему трехфазной цепи.

 

 

4 Контрольные вопросы

 1 Дайте определение трехфазной симметричной системы ЭДС.

2 При каких способах соединения генератора с нагрузкой линейное напряжение равняется фазному?

3 Что понимают под активной и полной мощностями трехфазной системы?

4 Как соединяются обмотки 3-х фазного генератора по схеме «треугольника»?

5 Как соединяются потребители 3-х фазного системы по схеме «треугольника»?

6 Какое напряжение называется линейным в 3-х фазной системе при соединении потребителей по схеме «треугольника»?

7 Какое напряжение называется фазным в 3-х фазной системе при соединении потребителей по схеме «треугольника»?

 

 

Лабораторная работа № 11

Исследование линейной электрической цепи

Несинусоидального периодического тока

Цель работы: экспериментальное подтверждение метода расчета цепи несинусоидального периодического тока.

Общие сведения

Периодическую несинусоидальную функцию, например напряжения u ( )= , где Т - период можно представить тригонометрическим рядом Фурье

где   - постоянная составляющая;

- гармонические составляющие.

Гармоническая составляющая, период Т которой равен периоду u ( t ), называется основной. Остальные гармоники называются высшими.

Расчет линейной электрической цепи несинусоидального периодического тока основан на принципе наложения. Расчет цепи ведут отдельно для постоянной составляющей, основной и двух-трех высших гармоник.

Для расчета токов и напряжений гармонических составляющих используют комплексный метод расчета. При этом следует иметь в виду, что комплексные сопротивления индуктивности  и емкости  зависят от номера k гармоники. Принцип наложения справедлив только для мгновенных значений несинусоидальных токов и напряжений. Ток и напряжение ветви:

где п номер последней высшей гармоники, принятой в расчете.

Действующее значение (например, тока i ( t )) рассчитывается по формуле

 

где I₀ - постоянная составляющая, 1_к - действующее значение k -й гармоники.

Активная мощность цепи равна сумме активных мощностей постоянной и гармонических составляющих

Р =U₀ I₀+ I_k cosφ_k.

Реактивная и полная мощность определяется по формулам

Q = ; S = UI ,

где:                 U=

действующие значения напряжения и тока. Коэффициент мощности

k_m = P / S = P / UI

Для оценки степени отличия несинусоидальной кривой от синусоиды используют коэффициенты:

формы- k _ф = I/I _{c р} (I _ср = средне выпрямленное значение);

амплитуды- k _ам =I/I _max (I_max- максимальное значение несинусоидального тока); искажения k _ИС =I ₁/ I  (I ₁- действующее значение тока основной гармоники).

Содержание и порядок выполнения работы

 

В лабораторной работе экспериментально подтверждается метод расчета цепи несинусоидального тока, основанный на принципе наложения. Проводится два опыта. Источником несинусоидального напряжения в форме знакопеременных импульсов является модуль ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Этот модуль также позволяет получить необходимые синусоидальные напряжения.

Пассивные элементы электрической схемы выбирают из блоков МОДУЛЬ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И МОДУЛЬ РЕЗИСТОРОВ.

 Рекомендуемые значения:

L = 50, 60, 70 или 80 мГн; С = 56, 68 или 82 мкФ. Активное сопротивление R_K катушки измеряют мультиметром. Шунт R_{III 1} - резистор канала А1 из блока МОДУЛЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ.

Измерения выполняются компьютерным измерительным комплексом. Ввод данных в компьютер выполняет блок ВВОД-ВЫВОД. ВХОД 1и ВХОД 2 при их совместном использовании измеряют активную мощность Р цепи и угол сдвига фаз φ между мгновенными значениями синусоидальных напряжения и и тока ί. При емкостном характере цепи в окне φ на экране монитора появляется величина угла больше +270⁰. В этом случае φ= (величина угла на экране -360⁰). Например: на экране монитора угол 320⁰, φ = (320⁰-360⁰) = - 40⁰.

Для получения зависимостей от времени используют ОСЦИЛЛОГРАФ.

В первом опыте исследуют электрическую цепь с напряжением на входе в форме знакопеременных импульсов (рисунок 11.1). Ряд Фурье для такого напряжения имеет вид

 

u ( t )=

Рисунок 11.1

Во втором опыте на вход цепи подают напряжение синусоидальной формы, равное первой, третьей и пятой гармонике разложения исходного напряжения в ряд Фурье.

· Собрать электрическую цепь по схеме, приведенной на рис.1П протокола измерений.

· Проверить собранную электрическую цепь в присутствии преподавателя.

· Установить в модуле РЕАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ заданные преподавателем величины индуктивности L катушки и емкости С конденсатора. Измерить мультиметром активное сопротивление R_K катушки. Записать эти значения в протокол измерений.

Запустить программу виртуальных измерений LCView. Для этого:

· Включить компьютер, дождаться окончания загрузки Windows ;

· Запустить программу LCView . В центре экрана монитора появляется список лабораторных работ; справа вверху появляется надпись «Автоматическое управление».

· Выбрать работу №11 «Исследование линейной электрической цепи несинусоидального периодического тока».

· На экране появляются окна измерительных приборов

 

 

←

U2

U1

 результаты измерения действующих значений напряжения u и на входе и u_С на конденсаторе;

←

I

результаты измерения тока;

P

                 

← результат измерения мощности;

Fi

←результат измерения угла сдвига фаз φ.

Первый опыт

· Включить автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ, тумблеры СЕТЬ модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР. Переключатель ФОРМА модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР установить в положение *. Регулятором ЧАСТОТА установить частоту f =50 Гц. Регулятором АМПЛИТУДА установить величину действующего значения напряжения U = 7 В.

· Включить ОСЦИЛЛОГРАФ. Выполнить необходимые для работы осциллографа настройки.

· Подключить ВХОД 1 осциллографа к источнику. Настроить ручки горизонтальной развертки осциллографа таким образом, чтобы на экране полностью укладывался один период колебаний. Установить переключатель усиления по напряжению таким образом, чтобы максимально использовалась площадь экрана. Используя масштаб т_U на переключателе усиления по напряжению убедиться, что амплитуда входного напряжения составляет U_m = 7 В.

· Подключить ВХОД 1 осциллографа к шунту R _ш1 (R _ш1= 1 Ом). Срисовать на кальку с экрана ОСЦИЛЛОГРАФА кривую зависимости u_R ( t ). На рисунке написать масштаб т _U .

· Подключить ВХОД 1 осциллографа к конденсатору С. Срисовать на кальку с экрана ОСЦИЛЛОГРАФА кривую зависимости и_С ( t ). На рисунке написать масштаб m_U .

· Выполнить измерения действующих значений напряжений и, и_с и тока i, активной мощности Р. Измеренные значения занести в таблицу 1П протокола измерений.                                                                                                            

Второй опыт

· В протоколе измерений рассчитать действующие значения гармонических составляющих входного напряжения.

· Переключатель ФОРМА модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР установить в положение ~.

· Регулятором АМПЛИТУДА  установить величину действующего значения основной гармоники U ₍₁₎ входного напряжения.

· Выполнить измерения действующих значений напряжения и и и_С, тока i, активной мощности Р и угла сдвига фаз φ . Измеренные значения занести в таблицу 1П. Указанный порядок измерений использовать в следующих опытах.

· Регулятором ЧАСТОТА установить на выходе модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР частоту ƒ=150 Гц. Регулятором АМПЛИТУДА установить величину действующего значения третьей гармоники U₍₃₎ входного напряжения.

· Выполнить измерения. Измеренные значения занести в табл. 1П.

· Регулятором ЧАСТОТА установить на выходе модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР частоту ƒ =250 Гц. Регулятором АМПЛИТУДА установить величину действующего значения пятой гармоники U ₍₅₎ входного напряжения.

· Выполнить измерения. Измеренные значения занести в табл. 1 П.

· Выполнить указанные в протоколе измерений расчеты.

· Протокол измерений утвердить у преподавателя.

· Выключить тумблеры СЕТЬ модуля ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР и автоматический выключатель QF блока МОДУЛЬ ПИТАНИЯ. Выключить ОСЦИЛЛОГРАФ.

Окончить работу программы LCView. Для этого:

· Правой кнопкой мыши «кликнуть» на ярлыке «Автоматическое управление».

· В появившемся списке выбрать «Закрыть».

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: