ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАМАГНИЧИВАНИЯ СЕРДЕЧНИКА ТРАНСФОРМАТОРА



 

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с процессом намагничивания магнитной системы трансформатора; изучить влияние насыщения сердечника на форму кривой тока х.х.; закрепить теоретические знания [1, c. 372–380; 2, c. 262–264; 3, c. 184–185].

 

Основные положения теории

 

При включении трансформатора на синусоидальное напряжение основной магнитный поток Ф в сердечнике трансформатора будет также синусоидальным и отстающим от приложенного напряжения на угол p/2. В свою очередь, создава-емые этим потоком ЭДС в обмотках трансформатора сохраняют синусоидальную

форму и будут отставать от магнитного потока также на угол p/2.

Если пренебречь падением напряжения в первичной обмотке, которое в режиме х.х. очень мало, соотношение между приложенным напряжением и магнитным потоком будет определяться выражением:

(18)

 

где f1 – частота питающей сети, Гц;

w1 – число витков первичной обмотки;

Пс – сечение стержня трансформатора (сердечника), см2;

Вс – индукция в стержне (амплитудное значение), Т.

Поскольку кривая намагничивания сердечника имеет нелинейный характер, кривая намагничивающего тока будет отличаться от синусоиды, и тем больше, чем сильнее насыщен сердечник (рис. 9).

Из числа высших гармонических тока сильнее всего выражена третья гармо-ника, несколько слабее – пятая. Гармонические более высокого порядка отно-сительно малы, и ими в данном случае можно пренебречь. Наличие высших гармонических придает намагничивающему току резко заостренную форму.

 

Экспериментальная часть

1) Собрать схему экспериментальной установки.

2) Проследить изменение формы кривой тока х.х. при различном насыще-нии сердечника трансформатора.

3) Зарисовать кривую тока х.х. при величине напряжения U1 = 0,5Uн; U1 = Uн; U1 = 1,25Uн; U1 = 1,5Uн.

 

Расчеты и построения

 

1) Привести осциллограммы тока х.х. для различных режимов.

2) Рассчитать индукцию в сердечнике трансформатора при различном

насыщении и построить кривую намагничивания сердечника

3) Пользуясь кривой намагничивания, построить теоретические кривые тока

х.х., сравнить с полученными экспериментально.

ia

Рис. 9

 

Методические указания

 

Для проведения экспериментальной части работы необходимо собрать схему, приведенную на рис. 10. В качестве испытуемого трансформатора реко-мендуется взять среднюю фазу трехстержневого трансформатора. Можно исполь-зовать однофазный трансформатор. Методика проведения работы не изменится. Питание через обмотку подается на обмотку НН с таким расчетом, чтобы можно было поднять напряжение на ней до 1,5Uн.

Кривую тока можно снять, используя в качестве шунта обмотку амперметра.Внимание! Обмотку амперметра КИП использовать нельзя!В этом случае в качестве шунта используется несколько витков ползункового реостата (разумеется, если его обмотка рассчитана на ток не меньше того, который будет иметь место в процессе опыта).

Рекомендуется опыт начинать с напряжения питания, равного 1,5Uн. При этом настраивается осциллограф, и в процессе всего опыта настройка его не меняется.

При U = 1,5Uн с экрана осциллографа необходимо срисовать (на кальку или прозрачную бумагу) кривую тока х.х. и записать показания приборов в табл. 7. Затем напряжение питания снижается, и показания приборов также заносятся в табл. 7. При U = Uн необходимо вновь снять с экрана осциллографа кривую тока х.х., желательно на ту же кальку, что и ранее (если регулировка осциллографа не изменялась). Далее опыт продолжается до U = 0,5Uн.

 

Рис. 10

 

Расчет индукции в сердечнике трансформатора проводится на основании формулы (16), число витков обмотки и сечение стержня даны в паспорте. В случае отсутствия паспортных данных можно принять при номинальном напряже-нии Вс.н= (1,58–1,68) Т и далее изменять ее пропорционально напряжению.

При расчете Вс и построении кривой намагничивания пренебрегаем падением напряжения в первичной обмотке и потерями в стали трансформатора,

т. е. считаем U1= E1 и

Построение кривой тока х.х. показано на рис. 9. Вначале следует начертить кривую намагничивания в удобном масштабе. Затем на этой кривой отмечается точка, соответствующая напряжению питания, равному номинальному (по соот-

ветствующему току I0m). Ордината данной точки Вcm переносится в левую часть чертежа, где нужно построить синусоиду с амплитудой, равной Вcm. Далее, используя построенную синусоиду и кривую намагничивания, легко построить

кривую тока х.х. (на рис. 9 процесс построения показан стрелками).

Аналогично производится построение для U1= 0,5Uни U1= 1,5Uн.

 

Таблица 7

 

Таблица экспериментальных и расчетных данных

 

  U1 0,25Uн 0,5Uн 0,75Uн Uн 1,25Uн 1,5Uн
           
U2, B            
I0, A            
I0m, A            
Bcm, Т            

 

Для сравнения построенной кривой с полученной экспериментально (снятой с экрана осциллографа) последнюю следует перестроить в том же мас-

штабе по осям тока и времени путем обычного пересчета.

Все построения (для различных напряжений) должны быть сделаны на одном чертеже с использованием различных цветов и видов линий. Для удобства сравнения теоретической и экспериментальной кривых выполнить их на отдельном чертеже (только для U1= Uн).

В отчете необходимо дать письменные ответы на все приведенные ниже вопросы и свои замечания по результатам работы.

 

4.5. Контрольные вопросы

 

1) Какую форму кривой имеет магнитный поток в сердечнике однофазного трансформатора при синусоидальном напряжении питания?

2) От чего зависит форма кривой тока х.х.?

3) Как изменяется форма кривой тока х.х. трансформатора с увеличением напряжения питания?

4) Чем объясняется изменение формы кривой тока х.х. при изменении вели-чины напряжения питания?

5) Какое соотношение связывает величину магнитного потока в сердечнике трансформатора с приложенным напряжением?

 

Лабораторная работа 5

 





Последнее изменение этой страницы: 2016-08-15; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 184.72.102.217 (0.006 с.)