Файл: задания по ВМиПП в матлабе.pdf

59 

то есть с уменьшением  cos 



    ток  возрастает.  Электрические  генераторы, 

трансформаторы и электрические сети рассчитываются на определенные значе-
ния напряжения 

Н

U  и тока 

Н

I

. Поэтому при cos 



  = 0.5 и полной загрузке то-

ком генераторов, трансформаторов и сетей, потребителю может быть передана 
активная  мощность,  составляющая  50%  от  номинальной  активной  мощности 
трансформаторов  и  генераторов  при  cos 



    =  1.  Таким  образом,  генераторы, 

трансформаторы и сеть будут полностью загружены по току и недогружены по 
активной  мощности.  Поэтому  величину  cos 



,  характеризующую  использова-

ние  номинальной  мощности  источника  электрической  энергии,  называют  ко-
эффициентом  мощности.  Работа  потребителей  с  малым  коэффициентом  мощ-
ности, кроме ухудшения условий использования источника питания, приводит 
к увеличению мощности потерь в линиях передач, вследствие увеличения пере-
даваемого тока. 

Существует несколько способов для увеличения коэффициента мощности, 

основанных на подключении к нагрузке приемника с емкостным током: 

1.  Применение  синхронных  двигателей,  которые  позволяют регулировать 

cos 



 при изменении тока возбуждения (синхронные компенсаторы). 

2.  Параллельно  приемникам  электрической  энергии  подключают  конден-

саторы. 

Емкость конденсаторов, необходимая для уменьшения угла сдвига фаз ме-

жду током и напряжением от  



1

  до  требуемого  значения 



  2

  определяется из 

выражения: 

)

tg

tg

(

U

P

С

2

1

2















. 

Обычно  при помощи  конденсаторов компенсацию угла 



  осуществляют, 

повышая cos 



 до 0.9 - 0.95, так как дальнейшая компенсация требует больших 

затрат на установку конденсаторов, которые экономически неоправданны. 

3.2 Выполнение лабораторной работы в программе Matlab 

 
3.2.1 Описание лабораторной установки 
Работа проводится в среде визуального моделирования MATLAB по вари-

антам (приложение Б). В данной лабораторной работе используются библиоте-
ки: 

1)  Simulink, со следующими разделами: 

 а) Sinks; 
б) Source. 

60 

2) SimPowerSystems, со следующими разделами: 

а) Electrical Source; 
б) Elements; 
в) Measurement; 
г) Extra Library. 

Блоки разделов соединены по схеме, представленной на рисунках 2.16 - 

2.19. 

3.2.2 Порядок выполнения работы 

Собрать  электрическую  цепь  с  последовательным  соединением  резистора 

и катушки индуктивности (рисунок 3.16).  

Задать  параметры  элементов  согласно  варианту.  Представить  преподава-

телю или лаборанту собранную схему для проверки. Снять и сохранить в отчет 
осциллограммы  напряжения  U , 

R

U , 

L

U ,  тока 

I

  и  активную  и  реактивную 

мощность, потребляемую схемой  - 

P

  и  Q  соответственно.  Результаты  измере-

ний занести в таблицу  3.1. По каждой осциллограмме определить угол сдвига 
фаз. 

Рисунок 3.16 - Схема электрической цепи с последовательным 

соединением резистора и катушки индуктивности 

61 

Таблица 3.1 - Результаты эксперимента исследуемой схемы на рисунке 3.16 

Измерено 

mR

U

, 

В 

mL

U

, 

В 

m

U

, 

B 

m

I

, 

А 

UR



,  

град 

UL



,  

град 

U



, 

град 

I



, 

град 

Вычислено 

R

U

, 

В 

L

U

, 

В 

U

, 

B 

I

, 

А 

L

X

, 

Ом 

Z

, 

Ом 



, 

град 

P

, 

Вт 

Q

, 

вар 

S

, 

ВА 

 
Собрать  электрическую  цепь  с  последовательным  соединением  резистора 

и конденсатора  (рисунок 3.17). Задать параметры элементов согласно варианту 
(активное  сопротивление  принять  равным  100R).  Представить  преподавателю 
или лаборанту собранную схему для проверки.  

Снять и сохранить в отчет осциллограммы напряжений  U , 

R

U , 

C

U , тока 

I

 и активную и реактивную мощность, потребляемую схемой - 

P

 и Q соответ-

ственно.  Результаты  измерений  занести  в  таблицу  3.2.  По  каждой  осцилло-
грамме определить угол сдвига фаз. 

62 

Рисунок 3.17 - Схема электрической цепи с последовательным соединени-

ем резистора и конденсатора 

Таблица 3.2 - Результаты эксперимента исследуемой схемы на рисунке 3.17 

Измерено 

mR

U

, 

В 

mС

U

, 

В 

m

U

, 

B 

m

I

, 

А 

UR



,  

град 

UС



,  

град 

U



, 

град 

I



, 

град 

Вычислено 

R

U

, 

В 

С

U

, 

В 

U

, 

B 

I

, 

А 

С

X

, 

Ом 

Z

, 

Ом 



, 

град 

P

, 

Вт 

Q

, 

вар 

S

, 

ВА 

 
Собрать электрическую цепь с параллельным соединением резистора и ка-

тушки индуктивности (рисунок 3.18).  

Задать параметры элементов согласно варианту. Представить преподавате-

лю  или  лаборанту  собранную  схему  для  проверки.  Снять и  сохранить  в  отчет 
осциллограммы напряжения  U , токов 

R

I

, 

L

I , 

I

. По каждой осциллограмме оп-

ределить угол сдвига фаз. Результаты измерений занести в таблицу 3.3. 

63 

Рисунок 3.18 - Схема электрической цепи с параллельным соединением ре-

зистора и катушки индуктивности 

Таблица 3.3 - Результаты эксперимента исследуемой схемы на рисунке 3.18 

Измерено 

mR

I

, 

А 

mL

I

, 

А 

m

U

, 

B 

m

I

, 

А 

IR



,  

град 

IL



,  

град 

U



, 

град 

I



, 

град 

Вычислено 

R

I

, 

А 

L

I

, 

А 

U

, 

B 

I

, 

А 

L

X

, 

Ом 

Z

, 

Ом 



, 

град 

P

, 

Вт 

Q

, 

вар 

S

, 

ВА 

Собрать  электрическую  цепь  С  параллельным  соединением  резистора  и 

конденсатора  (рисунок  3.19).  Задать  параметры  элементов  согласно  варианту 
(активное  сопротивление  принять  равным  100R).  Представить  преподавателю 
или  лаборанту  собранную  схему  для  проверки.  Снять  и сохранить  в отчет ос-
циллограммы напряжения  U , токов 

R

I

, 

С

I

, 

I

. По каждой осциллограмме оп-

ределить угол сдвига фаз. Результаты измерений занести в таблицу 3.4.