Несимметричная активная нагрузка. 1 страница

4.2.1. Четырехпроводная цепь.

4.2.1.1. Замкнуть выключатель К, и изменяя сопротивление резисторов в фазах а, в, с установить такой режим работы цепи, при котором ток в нейтральном проводе был бы не менее 0,2А.

4.2.1.2. Измерить фазные токи, напряжения и мощности, ток в проводе I_nN и записать в табл. 5. Убедиться: в четырехпроводной цепи фазные напряжения всегда равны между собой и не меняются при изменении нагрузки.

4.2.2. Трехпроводная цепь.

4.2.1.1. Разомкнуть выключатель К и измерить фазные напряжения тока и мощности, напряжение между нейтралями U_nN. Убедиться: в трёхпроводной цепи фазные напряжения не равны между собой и меняются при изменении нагрузки.

4.3. Несимметричная активная нагрузка (холостой ход фазы).

4.3.1. Разомкнуть один из выключателей К_а, К_в, или К_с. При этом одна из фаз нагрузки будет работать в режиме холостого хода. Для четырехпроводной цепи измерять те же величины, что и в п. 4.1.1.

4.4. Не симметричная активно-реактивная нагрузка.

4.4.1. Замкнуть все выключатели. Вместо резистора в одну из фаз включить индуктивную катушку в качестве активно-реактивной нагрузки. Для четырехпроводной цепи измерить значения величин указанных п. 4.1.1.

5. Обработка результатов измерений.

5.1. Рассчитать значения величин, указанных в табл. 5.

Суммарная активная, реактивная и полная мощности

; ;

где реактивная мощность фазы с активно-реактивной нагрузкой.

5.2. Построить в масштабе совмещённые векторные диаграммы напряжений и токов для каждого из режимов работы, указанных в табл. 5.

5.2.1. Выбрать масштабы по напряжению m_u и по току m_i.

5.2.2. В масштабе напряжений вычертить равносторонний треугольник линейных напряжений U_ав, U_вс, U_са, и обозначигь его вершины а, в, с (рис. 5).

5.2.3. Из вершин треугольника а, в, с раствором циркуля, равным в масштабе фазным напряжениям U_а, U_вс, U_с сделать засечки. Точка пересечения засечек даст точку n – нейтраль потребителя.

Рис.5 Пример построения векторной диаграммы

Соединив точку n с вершинами треугольника, получим вектора фазных напряжений потребителя (нагрузки) U_а, U_в, U_с.

5.2.4. Провести биссектрисы углов треугольника abc. Точка их пересечения даст точку N – нейтраль источника. Соединив точку N с вершинами треугольника, получим вектора фазных напряжений источника U_а, U_в, U_с. Отрезок N_n является вектором напряжения между нейтралями источника и потребителя.

5.2.5. В случае активной нагрузки в масштабе токов отложить из точки n вектора токов I_а, I_в, I_с вдоль векторов соответствующих разных напряжений.

5.2.6. Для четырехпроводных цепей графически определить вектор тока в нейтральном проводе I_nN.

6. Содержание отчёта:

-название и цель работы, схему лабораторной установки, основные расчётные формулы;

-таблицу с результатами измерений и расчётов;

-шесть совмещенных векторных диаграмм напряжений и. токов для режимов работы, указанных в табл., 5.

7. Вопросы к защите

1. В чем преимущества и недостатки трёх и четырехпроводных цепей?

2. Какова роль нейтрального провода? Почему в него не включают предохранители?

3. К чему приводит короткое замыкание в одной из фаз в трёх и четырсхпроводной цепи?

4. Как аналитически и графически определить напряжение между нейтралями источника и потребителя?

5. Объяснить построение векторных диаграмм для случая

а) симметричной активной нагрузки;

б) несимметричной активной нагрузки (холостой ход фазы);

в) несимметричной активной нагрузки;

г) несимметричной активно-реактивной нагрузки.

6. Как рассчитать фазные полные сопротивления, токи и углы сдвига фаз между током и напряжением

а) для четырехпроводной цепи?

б) для трёхпроводной цепи?

7. Как рассчитать суммарную активную, реактивную и полную мощности в случае

а).симметричной нагрузки;

б) несимметричной нагрузки.

8. Что называется симметричной системой векторов и симметричной нагрузкой?

9. Где теоретически должны располагаться нейтраль потребителя на векторной диаграмме в режиме холостого хода одной из фаз в трёхпроводной цепи? Каково соотношение между фазными токами в этом случае?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ОДНОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

1 Цель работы.

Изучение принципа действия, устройства и работы однофазного трансформатора. Определение эксплуатационных параметров трансформатора по опытам холостого хода (ХХ) и короткого замыкания (КЗ).

2. Подготовка к работе.

При полуторке к работе. студенты должны уяснить принцип действия и устройство трансформатора, условия и цель проведения опытов XX и КЗ, разобраться с обозначением трансформатора в электрических схемах, нарисовать рабочие схемы проведения опытов ХХ и КЗ, разобраться с обозначением приборов в схемах, заготовить рабочие таблицы для данных, получаемых в опытах XX, КЗ.

3. Описание лабораторной установки.

На рисунке 6 представлена схема опыта XX, на рисунке 7 -опыта КЗ. Схема, опыта включается при нажатии на кнопки "Пуск" кнопочных постов, обозначенных на стенде "ХХ" или "КЗ". Работа расположена в левой части стенда.

Рис. 6. Схема лабораторной установки. (Опыт холостого хода)

Рис. 7. Схема лабораторной установки. (Опыт короткого замыкания)

Испытуемый трансформатор находится в левой тумбе стенда. В ней же расположены многопредельный ваттметр W и кнопка, шунтирующая амперметр А (надпись на стенде "Шунт"). На вертикальной панели расположен автоматический выключатель В, автотрансформатор АТ (подпись на стенде "Сеть"), кнопочные посты. "Пуск" и "Стоп" включения и отключения той или иной схемы опытов, а также вольтметры и амперметры, включенные в первичную цепь трансформатора.

Автотрансформатор АТ ("Сеть") позволяет плавно менять напряжение на испытуемом трансформаторе Тр. Буквами А-Х обозначены начало и конец обмотки высшего напряжения U_1н = 380В, буквами а-х начало и конец обмотки низшего напряжения U_2н = 133В.

Для измерения тока I в опыте XX включены последовательно два амперметра: А₁ с пределом 5А и А₂ с пределом 1А, зашунтированный кнопкой К_ш. При малых величинах тока I₁₀ (меньше 1А) его измеряют амперметром А₂, размыкая (нажимая) кнопку "шунт" на левой тумбе стенда. При увеличении свыше 1А его определяют по амперметру А₁.

В опыте напряжение подается на трансформатор со стороны обмотки низшего напряжения, в опыте КЗ - со стороны высшего напряжения.

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Опыт XX.

Ручка автотрансформатора должна быть в крайнем левом положении (U₁₀=0). Включают выключатель В, затем нажимают кнопку “Пуск” XX. С помощью автотрансформатора "Сеть" плавно поднимают напряжение U₁₀, доводя его в конце опыта до U₁₀ = 1,2U_1н. В диапазоне U₁₀ = (0,5…1,2)U_1н делают 5-7 замеров, причем один из них обязательно при U₁₀ = U_1н. В таблицу 6 заносят показания приборов: вольтметра V₁ в графу U₁₀ , вольтметра V₂ в графу U₂₀ амперметров А₁ или А₂ в графу I₁₀ ваттметра W в графу P₁₀. Индекс "О" показывает, что имеет место холостой ход трансформатора.

Таблица 6

Опытные данные	Расчётные данные
U10	U20	I10	P10	KU
В	В	А	ВТ	-	-

По опытным данным рассчитывают:

- коэффициент трансформации ;

- коэффициент мощности в опыте XX

На основаниях данных опыта строят характеристики холостого хода трансформатора.

4.2. Опыт КЗ.

Проделав опыт XX, обязательно снижают напряжение до нуля и выключают схему ХХ. Затем включают схему опыта КЗ, нажимая кнопку трансформатора "Пуск" КЗ.

С помощью автотрансформатора "Сеть" плавно меняют величину тока первичной обмотки, доведя ее до I_1к = 1,2I_1н. Следует помнить, что опыт КЗ проводится со стороны обмотки высшего напряжения! В интервале изменения тока I_1к от 0,5I_1н до 1,2I_1н делают 5-7 замеров, записывая данные в таблицу 7. Один замер обязательно делают при I_1к = I_1н = 4,2 А. В таблицу 7 заносят данные; I_1к (по амперметру А₁), I_2к (по амперметру А₃), U_к (по вольтметру V₃), Р_к - (по ваттметру W). Индекс "К" показывает, что полученные результаты относятся к опыту КЗ.

Таблица 7

Опытные данные	Расчётные данные
I1к	I2к	Uк	Pк	Kr
А	А	В	ВТ	-	-

По данным КЗ рассчитывают:

- коэффициент трансформации по току

- коэффициент мощности в опыте

Для номинального.значения тока определяют сопротивление обмоток:

; ;

Сопротивления приводят к рабочей температуре обмоток трансформатора 75° С.

;

где - температура окружающей среды.

Мощность КЗ, выделяющаяся в обмотках при номинальных токах, также приводятся к рабочей температуре:

На основании данных опыта на одном графике строят характеристики КЗ:

; ;

4.3. Рассчитывают следующие величины:

- напряжение короткого замыкания в процентах от номинального

где и - номинальные напряжения и ток обмотки высшего напряжения;

- коэффициент полезного действия трансформатора для коэффициента нагрузки и коэффициента мощности нагрузки косвенным методом по формуле:

где - мощность потерь XX из таблицы 6 при ;

- мощность потерь КЗ при номинальном токе, приведенная к 75° С;

- номинальная полная мощность трансформатора, =1600 ВА;

падение напряжения в процентах определяют по приблеженной формуле:

где - активная составляющая .

- реактивная составляющая .

По данным опытов XX и КЗ, из условия. определить коэффициент загрузки, при котором кпд будет иметь, значение , и значение . Рассчитывают падение напряжения, задаваясь значениями от 0 до 1,5 и коэффициента мощности нагрузки и строят внешние характеристики трансформатора .

5. Содержание отчета

Отчёт по работе должен содержать:

- схемы опытов, данные испытуемого трансформатора, таблица опытных и расчётных данных;

- расчёт ; ; ; и ;

- внешние характеристики трансформатора ;

- характеристики ХХ и КЗ/

6. Вопросы к защите

1. Устройство, принцип действия, область применения трансформатора.

2. Что такое коэффициент трансформации, как определяется?

3. Как и с какой целью проводится опыт ХХ?

4. Как изменяется мощность и на что расходуется?

5. Как изменится ток и как по этому графику определить номинальное напряжение?

6. Как изменяется и почему он имеет малое значение?

7. Как и с какой целью проводится опыт КЗ?

8. Как изменяется мощность и на что она расходуется?

9. Почему в опыте КЗ остается величиной практически постоянной?

10. Как определяется кпд трансформатора?

11. По чему не применяется метод непосредственной загрузки для определения кпд трансформатора?

12. При каких условиях кпд трансформатора достигает максимума?

13. Что называется напряжением короткого замыкания?

14. Как определить ток аварийного короткого замыкания?

15. Дайте определение падения напряжения в трансформаторе.

16. Что называется приведенным трансформатором?

17. Почему меняется коэффициент трансформации при проведении опытов XX и КЗ?

18. Как изменяется магнитный поток в трансформаторе при изменении нагрузки?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

С КОРОТКОЗАМНУТЫМ РОТОРОМ

1. Цель работы

Изучение конструкции трехфазных асинхронных двигателей (АД), знакомство со способами пуска двигателей, снятие механических характеристик при номинальном и пониженном напряжении.

2. Подготовка к работе

Студенту должны знать принцип действия АД, способы пуска АД, вид механических характеристик, должны зарисовать схему лабораторной работы и подготовить таблици для записи данных при снятии характеристик.

3. Описание лабораторной установки

Генератор постоянного тока непосредственно соединен с валом АД и является нагрузочной машиной. Такой метод испытаний называется нагрузкой тарированной машиной, т.к. для генератора известна зависимость его кпд от полезной мощности. Эта зависимость приведена на рис. 8 и в работе применяется для определения полезной мощности и кпд двигателя. Спарка машин АД - ГПТ расположена рядом со стендом.

На рис. 9 приведена схема включения АД.

Рис.8

Рис.9 Схема лабораторной установки.

В работе испытывается АД с короткозамкнутым ротором, фазные обмотки статора которого рассчитаны на напряжение 220 В. При напряжении сети 220/127В и соединении обмоток статора ''звездой" на каждой обмотке напряжение будет в раз меньше номинального, поэтому при пуске АД с таким соединением обмоток соответственно изменяется пусковой ток. После разгона двигателя обмотки можно переключить на номинальное напряжение (220 В), соединив их "треугольником" с помощью переключателя П на правой тумбе стенда. На этой же тумбе находится переключатель способа возбуждения ГПТ, маховик реостата возбуждения ГПТ, линейка выключателей нагрузочных сопротивлений ГПТ (надпись "нагрузка") и кнопка, шунтирующая своими контактами амперметр А с пределом 5А в цепи статора АД. На вертикальной панели в правой. части стенда расположены приборы для измерения параметров работы АД и ГПТ" и автоматический выключатель В_д. В схему АД включены приборы:

- вольтметр измеряет линейное напряжение сети ;

- два амперметра А с пределам 5 А и 20 А измеряют ток статора двигателя . Пятиамперный прибор зашунтирован кнопкой Кш, и его показания соответствуют реальному значению тока при размыкании (нажатии) кнопки:

- трехфазный киловаттметр измеряет активную мощность потребляемую АД из сети (Р₁). Он включён через трансформатор тока с коэффициентом трансформации 3, его показания надо умножать на 3. Коэффициент мощности можно определить по прибору в цепи статора АД, а можно рассчитывать по формуле:

- цифровой тахогенератор измерят частоту вращения АД в оборотах в минуту;

- вольтметр амперметры А_я и А_в включены в цепи якоря и возбуждения ГПТ и показывают соответственно , , .

Кпд асинхронного двигателя в этой работе определяется следующим образом;

- определяем полезную (выходную) мощность нагрузочной машины, (генератора постоянного тока);

- определяем коэффициент загрузки генератора:

где - номинальная мощность генератора, которая определяется по его паспортным данным,

- по кривой рис.7 для полученного значения определяем кпд генератора .

- рассчитываем потребляемую мощность:

Эта мощность будет равна полезной мощность на валу двигателя:

- кпд двигателя определяется как отношение полезной мощности на валу двигателя к активной мощности , потребляемой АД из сети:

Момент, развиваемый двигателем, определяется из выражения:

где - частота вращения двигателя, об/мин.

Коэффициент мощности АД рассчитывается по формуле:

где - мощность, потребляемая из сети,

, - напряжение и ток обмотки статора.

4. Порядок выполнения работы.

Увеличивая нагрузку ГПТ (включая выключатели "нагрузка"), снимают 5...7 точек рабочих характеристик. Заканчивают снятие характеристик при токе =1,1…1,2 где - номинальный ток двигателя. Данные заносят в таблицу 8.

Таблица 8

N

Данные измерения

Расчетные данные

опыта

В

А

кВт

-

об/мин

В

А

А

ВТ

%

кВт

%

Н×м

%

Скольжение % определяют по формуле;

где - синхронная скорость:

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 168; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!