Лабораторно-практическая работа №3В (компьютерная версия)
по теме: Исследование трёхфазных цепей.

1. Цель работы.



Экспериментальное исследование свойств трёхфазных цепей с соединением фаз потребителей в "звезду" и в "треугольник" при симметричном и несимметричном режимах.


ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ



1. Изучить теорию трёхфазных цепей по учебнику (1), конспекту лекций и электронному сопроводительному материалу «Основы теории трёхфазных цепей».
2. Подробно уяснить методику выполнения данной работы по методическим указаниям к ней и технику обработки результатов. Продумать ответы на контрольные вопросы.


ОПИСАНИЕ «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ» УСТАНОВКИ



Данная работа выполняется с использованием компьютерной модели цепи, схема которой представлена на рисунке 1 (с соединением фаз потребителя в «звезду») и на рисунке 2 (с соединением фаз потребителя в «треугольник»).
Модель (рисунок 1) содержит трёхфазный источник (блок “Star”), вырабатывающий симметричную трёхфазную систему фазных напряжений, измеряемых вольтметрами pUa, pUb, pUc и линейных, измеряемых вольтметрами pUab, pUbc, pUca. Линейные (они же фазные) токи измеряются амперметрами pIa, pIb, pIc, а ток в нейтральном проводе – амперметром pIn. Напряжение смещения нейтрали (Un) измеряется вольтметром pUn. Три фазы нагрузки образованы резисторами одинакового сопротивления R1-R3 – фаза А, R4-R6 – фаза В, R7-R9 – фаза С. Каждый из этих резисторов может включаться в цепь индивидуальными ключами S1-S9. Короткое замыкание в фазе А имитируется замыканием ключа S0. Отключение нейтрального провода может быть произведено ключом SN.


Рисунок 1. Схема эксперимента по исследованию трёхфазной цепи с соединением фаз потребителей в звезду	Рисунок 2. Схема эксперимента по исследованию трёхфазной цепи с соединением фаз потребителей в треугольник



В трёхфазной цепи с соединением фаз потребителей в «треугольник» (рисунок 2) линейные (они же фазные) напряжения измеряются вольтметрами pUab, pUbc, pUca; линейные токи – амперметрами pIa, pIb, pIc, а фазные - амперметрами pIab, pIbc, pIca.


ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ



Для выполнения данной работы необходимо:
4.1. Получить номер варианта работы у преподавателя.
4.2. Получить пакет программ Electronic Work Bench Pro (в ауд. 291, со-гласно расписанию работы аудитории), сопутствующие методические указания и файлы лабораторной работы.
4.3. Установить программу Electronic Work Bench Pro на ЭВМ, предназначенной для выполнения работы.
4.4. Скопировать файлы лабораторной работы в корневую директорию программы Electronic Work Bench Pro.
4.5. Запустить файл Wewb32.exe. Из запустившейся программы Electronic Work Bench Pro открыть файл lab3avarXX.ewb, где XX – номер вашего варианта (Файлы всех вариантов хранятся в каталоге Variants).
4.6. Из среды Windows открыть документ Lab3.xls, где хранится бланк отчета по лабораторной работе.
4.7. Замкнуть ключ SN клавишей «n», обеспечив тем самым подключение нейтрального провода.
4.8. Включить модель, нажав мышью кнопку выключателя, расположенного в правом верхнем углу окна приложения.
4.9. Обеспечить включение в каждой фазе потребителя числа нагрузок заданных первыми тремя столбцами таблицы 1 бланка отчёта, путём замыкания ключей S0-S9 клавишами “0”-“9” (прочерк означает отсутствие нагрузки в данной фазе).
4.10. Занести показания приборов в таблицу 1 бланка отчёта и перейти к пункту 4.9. Таким образом, поочерёдно подключая различные нагрузки.
4.11. Разомкнуть ключ SN клавишей «n», обеспечив тем самым обрыв нейтрального провода.
4.12. Повторить пункты 4.9 и 4.10. для оставшихся строк таблицы 1 бланка отчёта.
4.13. Из восьми произведённых замеров выбрать (по желанию студента) соответствующие режимам: симметричная нагрузка с нейтральным проводом, несимметричная нагрузка с нейтральным проводом, несимметричная нагрузка без нейтрального провода, к.з. фазы А без нейтрального провода. Построить соответствующие векторные диаграммы.
4.14. Из программы Electronic Work Bench Pro открыть файл lab3bvarXX.ewb, где XX – номер вашего варианта. Включить модель.
4.15. Обеспечить включение в каждой фазе потребителя числа нагрузок, заданных первыми тремя столбцами Таблицы 2 бланка отчёта.
4.16. Занести показания приборов в таблицу 2 бланка отчёта и перейти к пункту 4.15. Таким образом, поочерёдно подключая различные на-грузки.
4.17. Из замеров выбрать (по желанию студента) соответствующие режимам: симметричная нагрузка, несимметричная нагрузка. Построить соответствующие векторные диаграммы.
4.18. Отобразить в выводах основные свойства трёхфазных цепей при различных режимах работы.
4.19. Представить преподавателю к защите отчет в указанный срок, предварительно подготовив ответы на контрольные вопросы (см. методические указания).


ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТУРЕ И ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ



Данная работа выполняется на ЭВМ с процессором Pentium 200 и выше, с оперативной памятью не меньше 32 Mb, свободным дисковым пространством не менее 100 Mb.
Операционная система Windows 95/98/NT/2000/Me/XP.
Продукты Microsoft Office 97/2000: Excel, Word.
Electronic Work Bench Pro.


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ



6.1. Какая цепь называется трёхфазной?
6.2.Какие трёхфазные цепи могут быть?
6.3. При каких условиях режим работы трехфазной цепи является симметричным или несимметричным?
6.4. Какие напряжения и токи называются фазными и линейными, и каково соотношение между ними в различных трёхфазных цепях?
6.5. Как определить фазные и линейные токи в той или иной трёхфазной цепи?
6.6. Как ведут себя фазные и линейные токи и напряжения при изменении нагрузок в фазах?
6.7. К чему приводит обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке?
6.8. Когда нейтральный провод в трёхфазной цепи может отсутствовать?
6.9. Какому обязательному требованию должны удовлетворять трехфазные цепи?
6.10. К каким последствиям приведёт короткое замыкание фазы в трёхфазной цепи с соединением фаз потребителей в «звезду»?


ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА



7.1. Б.М. Кулагин. Электротехника, электроника и электропривод. Часть 1. Учеб. пособие. Изд. Центр ДГТУ, Ростов-на-Дону, 1995
Составители: КУЛАГИН БОРИС МИХАЙЛОВИЧ
КУЛАГИН БОРИС БОРИСОВИЧ