1) Стенд для питания лабораторной установки. Он состоит из разделительного трансформатора, линейного автотрансформатора (латр), измерительного комплекта к-50 (стенд 1);
2) Стенд с зажимными клеммами. В него входят: вольтметр, контролирующий наличие напряжения в электрической цепи; тумблеры; измерительный шунт; автоматический выключатель (стенд 2);
3) Панель с лампами. На панели размещены лампы дрл (модель дуги) и пускорегулирующие дроссели (стенд 3).
Построение ВАХ источника питания и ВАХ дуги
Таблица 2 - Результаты эксперимента ВАХ источника питания
-
Вид источника питания
Измеряемый параметр
Величина тока и напряжения
ДРЛ, 125
Iк,А
1,4
0
Uс,В
0
220
ДРЛ, 250
Iк,А
3,4
0
Uс,В
0
220
ДРЛ, 500
Iк,А
5,1
0
Uс,В
0
220
Таблица 3 - Результаты эксперимента ВАХ дуги
-
Вид дуги
Измеряемый параметр
Величина тока и напряжения дуги при напряжении источника
200
220
240
ДРЛ, 125
Iд,А
0,84
1,07
1,18
Uд,В
130,6
125,2
126,2
ДРЛ, 250
Iд,А
1,83
2,3
2,6
Uд,В
129
129
131
ДРЛ, 500
Iд,А
2,96
3,3
4
Uд,В
132
135,2
138
Совместим полученные графики:
Расчет коэффициента мощности по аналитическому выражению
Пример расчета приводится для лампы ДРЛ,500 Вт
Без конденсатора
для сети
Рассчитываем полную мощность, потребляемую лампой
Рассчитаем коэффициент мощности и угол φ
Сравним с измеренным значением
коэффициента мощности
.
для дуги
Рассчитываем полную мощность, потребляемую лампой
Рассчитаем коэффициент мощности и угол φ
Сравним с измеренным значением
коэффициента мощности
.
С конденсатором:
Рассчитываем полную мощность, потребляемую лампой
Рассчитаем коэффициент мощности и угол φ
Сравним с измеренным значением
коэффициента мощности
.
Вывод: небольшие расхождения в
значениях рассчитанного и измеренного
коэффициентов мощности говорят о
погрешности измерении, неточности
определения измерений и грубых
математических округлениях. Увеличение
при введении конденсатора в цепь говорит
об увеличении мощности вырабатываемой
лампочкой при том же потреблении энергии
из сети.
Задание №2 Исследование дуги переменного тока на примере ламп типа ЛЛ
Расчет коэффициента мощности по аналитическому выражению
Пример расчета приводится для лампы LL,20 Вт
Без конденсатора
для сети
Рассчитаем коэффициент мощности и угол φ
Сравним с измеренным значением
коэффициента мощности
.
для дуги
Рассчитаем коэффициент мощности и угол φ
Сравним с измеренным значением
коэффициента мощности
.
С конденсатором:
Рассчитаем коэффициент мощности и угол φ
Сведем полученные результаты расчета в таблицу
Таблица 6- Результаты расчет коэффициента мощности
-
Вид источника питания
P,Вт
S,ВA
,ºLL,20
Без конденсатора для сети
13
16
0,8125
35,66
Без конденсатора для дуги
13
17
0,765
40,09
С конденсатором
34
40
0,85
31,79
LL,40
Без конденсатора для сети
47
114
0,412
65,67
Без конденсатора для дуги
40
90
0,444
63,64
С конденсатором
37
44
0,841
32,75
LL,80
Без конденсатора для сети
70
84
0,833
33,59
Без конденсатора для дуги
73
170
0,429
64,59
С конденсатором
Вывод: небольшие расхождения в значениях рассчитанного и измеренного коэффициентов мощности говорят о погрешности измерении, неточности определения измерений и грубых математических округлениях. Уменьшение при введении конденсатора в цепь говорит о недокомпенсации индуктивной составляющей находящейся в цепи.
Задание №3 Исследование дуги переменного тока на примере ламп типа МГЛ
Построим ВАХ источника питания и ВАХ дуги для ламп типа МГЛ с мощностью 70 и 150 Вт.
Построение ВАХ источника питания и ВАХ дуги
Таблица 8 - Результаты эксперимента ВАХ источника питания
-
Вид источника питания
Измеряемый параметр
Величина тока и напряжения
МГЛ, 70
Iк,А
1,26
0
Uс,В
0
220
МГЛ, 150
Iк,А
1,26
0
Uс,В
0
220
Таблица 9 - Результаты эксперимента ВАХ дуги
-
Вид дуги
Измеряемый параметр
Величина тока и напряжения дуги при напряжении источника
200
220
240
МГЛ, 70
Iд,А
0,8
0,91
1,01
Uд,В
95
100
106,7
МГЛ, 150
Iд,А
0,83
0,96
1,067
Uд,В
77
78,6
82,5
Совместим полученные графики:
Построение зависимости паузы тока от отношения напряжения зажигания дуги к амплитудному напряжению источника питания
Таблица 5 - Результаты эксперимента зависимости паузы тока от напряжения сети
Напряжение сети Uс, В |
240 |
200 |
150 |
Напряжение сети Uд, В |
60,5 |
62,5 |
67 |
Время паузы тока эксперементальное tп, мс |
1,6 |
2 |
2,6 |
Время паузы тока теоретическое tп.теор, мс |
1,6 |
2,0 |
2,9 |
Зависимость паузы тока от отношения напряжения зажигания дуги к напряжению источника питания
Выводы: В данной работе изучались свойства электрической дуги в установках дугового нагрева. За модель электрической дуги были приняты лампы типа ДРЛ, МГЛ и люминисцентные лампы. Лампы являлись моделью электрической дуги.
В ходе лабораторной работы были построены ВАХ источника питания и ВАХ дуги. Так же по результатам опытов был получен коэффициент мощности и найден расчетным путем, небольшие расхождения в значениях рассчитанного и измеренного коэффициентов мощности говорят о погрешности измерении, неточности определения измерений и грубых математических округлениях. Увеличение ведет к перекомпенсации, а его уменьшение к недокомпенсации. Так же была рассмотрена зависимость паузы тока от отношения напряжения зажигания дуги к амплитудному значению напряжения источника питания