Тринадцать турниров архимеда;pdf

Моделирование процессов в
трехфазных цепях при
соединении приемников
«звездой»
С О С Т А В И Т Е Л Ь : С Т А Р Ш И Й П Р Е П О Д А ВАТ Е Л Ь
М У РА В Л Е ВА Н . Н .
Т ГАС У
К АФ Е Д РА « О Б Щ А Я ЭЛ Е К Т Р О Т Е Х Н И К А И А В Т О М АТ И К А »
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014
ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Электротехника: Учебное пособие для вузов. – В 3 книгах. Книга1. Теория
электрических и магнитных цепей. Электрические измерения/Под редакцией
П.А.Бутырина, Р.Х. Гафиятулина, А.П.Шестакова. – Челябинск: ЮУрГУ. 2003. – 505
с.
Теоретические основы электротехники: Учебное пособие для вузов. - В 3 томах. Том
1./К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман. – СПб:Питер. – 2003. – 516 с. Борисов Ю.М., Липатов
Д.Н., Зорин Ю.Н., Электротехника – М.: Энергоатомиздат, 1985.
Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника – М.: Энергоиздат.
1987.
Данилов И.А. Общая электротехника с основами электроники/учебное пособие для
неэлектрических специальностей. – М.: Высшая школа. 1998. – 752 с.
Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. - М: Высшая школа, 2002. – 540 с.
Кононенко В.В. Электротехника и электроника./учебник для вузов. – Ростов-на -дону:
Феникс. 2007. – 778 с.
Немцов М.В. Электротехника и электроника. /учебник для вузов. – М.: Высшая
школа. 2007. – 560 с.
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомится с трехфазной системой электрических
цепей.
2. Изучить симметричную и несимметричную
нагрузку;
3. Познакомиться с трехпроводными и
четырехпроводными цепями, рассмотреть роль
нейтрального провода;
4. Научиться моделировать и диагностировать
трехфазные симметричные и несимметричные цепи
при соединении приемников звездой и
треугольником в среде Workbench.PRO;
1.
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014
Таблица 1
ВАРИАНТЫ ЗАДАЧ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Режим работы
Симметричная
нагрузка
Несимметричная
неоднородная
нагрузка
Вариант
3
4
1
2
Rф, [Ом]
300
400
500
Сф, [мкФ]
100
150
Lф [Гн]
0,15
Ra, [Ом]
Сa, [мкФ]
La [Гн]
Rb, [Ом]
Сb, [мкФ]
Lb [Гн]
Rc, [Ом]
Сc, [мкФ]
Lc [Гн]
300
350
250
10
A
Отключена фаза
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
5
6
600
700
800
200
300
400
500
0,20
0,25
0,30
0,40
0,50
250
0,15
100
10
350
0.15
C
150
20
350
0.3
200
B
250
350
200
30
A
200
20
250
250
0.3
B
350
0,2
150
30
0.1
250
C
20.01.2014
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
1.
2.
3.
4.
5.
Ознакомиться с
теоретическим
материалом
Собрать схему в
соответствии с рис.1
Провести
экспериментальный
этап диагностики цепи.
Провести расчетный
этап диагностики цепи
Проанализировать
полученные результаты
и сделать выводы
Рис. 1 Электрическая схема
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014
1. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ СИММЕТРИЧНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ В СРЕДЕ ELECTRONIC WORKBENCH
Рис. 2 Электрическая схема
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014
Фаза
Таблица 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ СИММЕТРИЧНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ
I
ф(A)
U
ф(B)
P
ф(Вт)
Q
ф(BAp)
S
ф(BA)
Cos φ
A
0,73
220
161,5
0
161,5
1
B
0,73
220
161,5
0
161,5
1
S
(BA)
484.4
C
0,73
N
0
220
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
161,5
0
161,5
0
0
0
1
20.01.2014
2. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ СИММЕТРИЧНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКОЙ В СРЕДЕ WORKBENCH
Рис. 3 Электрическая схема
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014
Фаза
Таблица 3
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ СИММЕТРИЧНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКОЙ
I ф(A)
U ф(B)
P ф(Вт)
Q ф(Bap)
S ф(BA)
cosφ
A
0,729
220
156,07
36,94
160,4
0,97
B
0,729
220
156,07
36,94
160,4
0,97
S
(BA)
481,1
C
0,729
N
0
220
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
156,07
36,94
160,4
0
0
0
0,97
20.01.2014
3. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ СИММЕТРИЧНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ В СРЕДЕ WORKBENCH
Рис. 4 Электрическая схема
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014
Таблица 4
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ СИММЕТРИЧНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ
Ф
а
з
а
I
ф(A)
U
ф(B)
P
ф(Вт)
Q
ф(Bap)
S
ф(BA)
cos
φ
A
0,724
220
139,90
76,15
159,3
-0,88
B
0,724
220
139,90
76,15
159,3
-0,88
S
(BA
)
477,
8
C
0,724
N
0
220
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
139,90
76,15
159,3
0
0
0
-0,88
20.01.2014
4. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ
ЦЕПИ С АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ В СРЕДЕ ELECTRONIC
WORKBENCH
Рис. 5 Электрическая схема
Без нейтрали
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
Рис. 6 Электрическая схема
С нейстралью
20.01.2014
Фаза
Таблица 5
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ НЕСИММЕТРИЧНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ
УСЛОВИЯ
I ф(A) U ф(B) P ф(Вт) Q ф (BAp)
S ф (BA)
Cos φ
С НЕЙТРАЛЬЮ
2,2
220
484
0
484
1
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
1,32
132
174,2
0
174,24
1
С НЕЙТРАЛЬЮ
0,73
220
160,6
0
160,6
1
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
0,92
275
252,7
0
252,724
1
S (BA)
A
B
805,2 679,69
С НЕЙТРАЛЬЮ
0,73
220
160,6
0
160,6
1
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
0,92
275
252,7
0
252,724
1
С НЕЙТРАЛЬЮ
1,47
0
0
0
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
0
0
0
0
C
N
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014
5. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНОЙ –ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКОЙ В СРЕДЕ ELECTRONIC WORKBENCH
Рис. 7 Электрическая схема
Без нейтрали
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
Рис. 8 Электрическая схема
С нейстралью
20.01.2014
Фаз
а
Таблица 6
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ НЕСИММЕТРИЧНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ
УСЛОВИЯ
I ф(A)
U ф(B) P ф (Вт) Q ф (BAp)
S ф (BA)
Cos φ
С НЕЙТРАЛЬЮ
2,1
220,0
170,5
-429,38
462
0,37
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
1,25
131,0
60,59
-152,19
163,75
0,37
С НЕЙТРАЛЬЮ
0,72
220,0
132
117,25
158,4
0,83
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
0,93
284,4
219,5
-59,42
264,492
0,83
S (BA)
С НЕЙТРАЛЬЮ
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
781
692,74
A
B
С НЕЙТРАЛЬЮ
0,73
220,0
156,5
0,00
160,6
0,97
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
0,93
284,4
256,6
0,00
264,492
0,97
С НЕЙТРАЛЬЮ
1,45
0
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
0
0
C
0
N
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
0,00
0
20.01.2014
6. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ С
АКТИВНОЙ –ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКОЙ В СРЕДЕ ELECTRONIC WORKBENCH
Рис. 9 Электрическая схема
Без нейтрали
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
Рис. 10 Электрическая схема
С нейстралью
20.01.2014
Фаза
Таблица 6
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ НЕСИММЕТРИЧНОЙ ЦЕПИ
С АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ
УСЛОВИЯ
I ф(A)
U ф(B) P ф (Вт) Q ф (BAp)
S ф (BA)
Cos φ
С НЕЙТРАЛЬЮ
1,98
220,0
433,594
-41,76
435,6
1,00
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
1,2
133,4
59,2296
-15,35
160,08
0,37
С НЕЙТРАЛЬЮ
0,73
220,0
-160,58
-135,13
160,6
-1,00
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
0,85
256,1
180,679
118,40
217,685
0,83
S (BA)
С НЕЙТРАЛЬЮ
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
754,6
670,197
A
B
С НЕЙТРАЛЬЮ
0,72
220,0
-132,92
0,00
158,4
-0,84
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
0,98
298,4
283,659
0,00
292,432
0,97
С НЕЙТРАЛЬЮ
1,46
0
0
БЕЗ НЕЙТРАЛИ
0
0
0
C
N
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014
УДАЧИ
БЛАГОДАРЮ
ЗА
ВНИМАНИЕ
ТГАСУ. Муравлева Наталья Николаевна
20.01.2014