Правила виконання, оформлення і захисту

ВСТУП

Правила виконання, оформлення і захисту

Лабораторних робіт

Загальні методичні вказівки

 

1 До роботи в лабораторії автоматизованого електропри-воду і електрифікації нафтогазової промисловості допуска-ються студенти, які володіють необхідним мінімумом теоре-тичних знань з відповідних дисциплін та курсу електро-техніки.

2 Лабораторні роботи виконуються за наявності групи студентів однієї спеціальності в кількості до 15 чоловік.

3 Кожен студент повинен ознайомитись з метою лабора-торної роботи, вивчити за підручником теорію і підготувати до початку занять необхідні таблиці для запису результатів спостережень згідно з методичними вказівками.

4 Викладач до початку роботи перевіряє підготовленість студентів до проведення лабораторних робіт за теоретичними і практичними матеріалами.

5 Студенти, які успішно пройшли контроль знань, прослуховують інструктаж з техніки безпеки і приступають до виконання робіт.

6 Вмикати лабораторну установку можна тільки з дозволу викладача після докладного ознайомлення з схемою і розташуванням всіх машин і приладів.

7 Після закінчення досліду прості контрольні розрахунки повинні бути виконані в лабораторії і разом з результатами спостережень показані викладачеві.

8 8 Студенти, які не підготовлені з теоретичної частини, а також не представили звіт з попередньої роботи, до виконання наступних робіт не допускаються.

Оформлення виконаних робіт

 

Всі студенти повинні скласти з кожної роботи звіт. Зміст звіту вказаний в кожній роботі. Дані про прилади, апарати і машини слід записувати скорочено, користуючись прийнятими умовними позначеннями.

Обробка результатів лабораторних досліджень та їх графічна частина повинна проводитись за допомогою ЕОМ з використанням відповідних програм в системі MATH-CAD та EXCEL.

Графічне зображення результатів досліду повинно бути виконане в масштабі. При кресленні графіків на осях координат вздовж осей з зовнішнього боку слід позначити величини, що відкладаються, та одиниці їх вимірювання.

У звіті є обов’язковими висновки. Вони повинні бути підсумком проведених досліджень і одержаних результатів. Не слід переписувати в цей розділ готові фрази з підручника, тому що зміст висновків не може бути визначеним заздалегідь для всіх студентів, кожен повинен писати їх самостійно, відповідно з індивідуальним осмисленням і засвоєнням матеріалу даної роботи.

Після оформлення звітів студенти здають їх викладачеві. Під час захисту вони повинні показати знання основних теоретичних положень, пов’язаних з виконаними роботами, вміння розуміти схеми лабораторних установок та всі виконані ними досліди і розрахунки, вміння користуватися ЕОМ.

Для самоконтролю під час підготовки до лабораторної роботи та її захисту в кінці кожної роботи приведені питання для самоперевірки.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

ВИПРОБУВАННЯ ГЕНЕРАТОРА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

ПАРАЛЕЛЬНОГО ЗБУДЖЕННЯ

 

МЕТА РОБОТИ: Вивчення конструкції, методики зняття характеристик генератора постійного струму паралельного збудження.

 

Рисунок 1.1. – Генератор паралельного збудження

В зв’язку з тим, що при холостому ході генератора його обмот­ка якоря обтікається струмами I_я< I_з, то в генераторі виникає магнітний потік реакції якоря і виникає падіння напруги в якірному колі. Величина струму І_з складає 1 - 3 % від І_н, тому практично характеристика холостого ходу генераторів з самозбудженням співпа­дає з характеристикою холостого ходу генераторів з незалежним збудженням і ступінь насичення сталі машини визначається аналогічно.

Зовнішня характеристика генератора паралельного збудження U= ƒ(I) при n=const знімається при постійному опорі в колі збудження R_p=const. На рис.2б крива І відтворює зовнішню характеристику генератора незалежного збудження. Розміщення характеристики 1 нижче характеристики 2 свідчить про те, що збільшення струму навантаження генератора паралельного збудження супроводжується більш різким падінням напруги на його затискачах. Пояснюється це тим, що в генераторі паралельного збудження струм збудження I₃=U/R₃ при збільшенні навантаження не залишається постійним, як в генераторі з незалежним збудженням, а зменшується через зменшення U.

Причиною зменшення U є падіння напруги в колі якоря ΔU₁=I_aR_a і розмагнічуюча дія реакції якоря ΔU₂=E_роз. Зменшення струму І_з викликає зменшення магнітного потоку Ф, а від­повідно, і ЕРС генератора на величину ΔU₃=E_з.

Таким чином, в генераторі паралельного збудження на його затискачах при збільшенні струму навантаження пояснюється слідую­чими причинами:

1) падіння напруги на якорі кола якоря I_aR_a;

2) розмагнічуюча дія реакції якоря ΔЕ_ра;

3) зменшення струму збудження ΔЕ_з.

Значить, напруга на затискачах буде визначатись слідуючим виразом:

U=E₀-ΔU₁- ΔU₂- ΔU₃ (1.2)

В генераторі з незалежним збудженням мають місце лише дві перших причини.

Цими трьома причинами пояснюється і той факт, що при збіль­шенні навантаження генератора (зменшенні опору R_н) струм наван­таження І збільшується до критичного значення І_кр, а потім почи­нає спадати (рис.1.2б). Дійсна величина струму навантаження визна­чається виразом

I=U/RR_н (1.3)

Якщо зменшувати RR_н (збільшувати навантаження), то при цьому зменшується напруга на затискачах генератора U на величину ΔU=ΔU₁+ ΔU₂+ ΔU₃ (рис.1.2б). Спочатку, поки ге­нератор, ще насичений досить сильно (див. верхню частину характеристики холостого ходу на рис.1.2б), зменшення RR_н веде до незнач­ного зменшення U, тобто RR_н міняється швидше ніж U, тому струм зростає.

По мірі збільшення I напруга U починає падати все швидше (див. прямолінійну частину характеристики холостого ходу), зрівню­ючи, а потім перевищуючи зміну RR_н, відповідно з цим струм І, досягнувши свого критичного значення, починає падати разом з напругою на затискачах генератора. Таке явище дістало назву яви­ща опрокидування.

Відсоткова зміна напруги генератора при переході від номі­нального навантаження до режиму холостого ходу визначається тим самим виразом, як і для генератора з незалежним збудженням

 

ΔU%=(U₀-U_н / U_н) 100% (1.4)

Величина ΔU% для генератора з паралельним збудженням складає 15 - 30 % номінальної напруги.

Регулювальна характеристика генератора паралельного збуджен­ня знімається при U= const при цьому третьої причини зменшення напруги на величину ΔЕ_з з місця немає, тому регулювальні харак­теристики генераторів паралельного і незалежного збудження однакові.

 

а)

б)

а) характеристика холостого ходу; б) зовнішня характеристика

Рисунок 1.2 - Характеристики генератора

ОПИС СХЕМИ УСТАНОВКИ

Для досліджень властивостей генератора постійного струму па­ралельного збудження складають установку (рис.1.3), в якій в якості привідного пристрою використаний 3-фазний асинхронний двигун M1.

В колі генератора M2 передбачені прилади для вимірювань його напруги, струмів навантаження і збудження. Регулювальним реостатом RR1 змінюється величина струму збудження, а однополюсний рубиль­ник SA2 служить для розриву кола збудження генератора з метою визна­чення величини Е_зал залишкової EPC. Навантаження генератора здійснюється з допомогою навантажувального реостата RR_н.

Швидкість обертання асинхронного електродвигуна приймається постійною при всіх режимах роботи генератора.

 

ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДУ

3.1 Ознайомитись з приладами, апаратами, машинами і другим обладнанням експериментальної установки і записати їх технічні характеристики.

3.2 Зібрати схему для випробування генератора постійного струму паралельного збудження.

3.3 Розімкнути рубильник SA1 та рубильник SA2, ввести регулювальний реостат RR1 повністю і після перевірки схеми ке­рівником включити автоматичний вимикач QF1 привідного асинхронного електродвигуна з короткозамкнутим ротором. Переконатись у відповідності напрямку обертання якоря генератора і АД по зібра­ній схемі (див. рис.3), в іншому випадку змінити напрямок обер­тання асинхронного двигуна M1 шляхом відключення останнього від мережі (автоматичним вимикачем QF1) і зміною в ній порядку чергу­вання фаз, для чого необхідно поміняти місцями будь-які два дроти, які підходять до обмоток статора.

Рисунок 1.3 – Схема установки для випробування генератора паралельного збудження

 

3.4 Зняти характеристику холостого ходу, для чого знімають перший. показ по вольтметру PV1 при I_з = 0, а потім замикають рубиль­ник SA2, підключаючи тим самим обмотку збудження LM2 до затискачів генератора M2. Поступово зменшуючи тільки в одному напрям­ку опір реостата RR1, збільшують струм в обмотці збудження до величини, при якій ЕРС на затискачах буде на 20-30 % вища за номінальну напругу генератора U=1,2U_н, тобто намагні­чують генератор. При цьому знімають 5-6 показів вольтметра V і амперметра А₂. Потім, збільшуючи опір реостата RR1 тільки в од­ному напрямку, зменшують струм в обмотці збудження (розмагні­чують генератор), також знімають 5-6 показів вольтметра PV1 та амперметра PA₂. Останній показ знімають при струмі збуджен­ня рівному нулю (І_з= 0).

Результати спостережень заносять до таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Результати досліджень генератора при холостому ході

 

№ досліду	Напруга генератора при холостому ході, В	Струм збудження, А

 

3.5 Зняти зовнішню характеристику, для чого збуджують генератор до напруги, яка перевищує номінальну на 20 - 25 %, включити рубильником SA1 навантаження (реостат навантаження RR_н повинен бути попередньо повністю введений) і, регулюючи величи­ну RR_н та струм збудження І₃, встановити такий режим, при якому генератор почне віддавати номінальний струм при номінальній напрузі (І = І_н, U = U_н). Потік, не змінюючи величини опору (RR1= const) повністю розвантажують генератор шляхом введення навантажувального реостата RRн та відклю­ченням рубильника SA1 відключають генератор. При відключеному SA1записують покази всіх приладів. Включають рубильник SA1 і виводячи реостат RR_н, навантажують генератор струмами, близькими до 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 90, 100 % номінального струму генератора, далі проводять дослід при перенавантаженні (I > І_н) з таким роз­рахунком, аби дістати явище перекидання та короткого замикання. Причому випробування генератора в перенавантажувальному режимі слід вводити як найскоріше, щоб уникнути перегріву обмотки якоря.

Результати спостережень заносять до таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 – Результати спостережень для побудови зовнішньої характеристики генератора

№ досліду	Напруга генератора, В	Струм, А
Навантаження, І	Збудження, Із

 

3.6. Зняти регулювальну характеристику, для чого відключити навантаження генератора, відрегулювати номінальну напругу режиму холостого ходу (U₀ = U_н) і записати, який при цьому буде струм збудження І_з. Ввімкнути рубильник SA1 і навантажувати машину струмами, близькими до 10,25,50,75,90,100 та 110 % номінального струму генератора, при чому кожний раз встановлюючи такий струм збудження, при якому напруга генератора залишалась би номінальною.

На протязі цієї частини досліду повзунок реостата RR1 слід пересувати тільки в напрямку, який відповідає зменшенню опору. Потім дослід проводять у зворотному напрямку і отримують (при зменшенні І) другу вітку регулювальної характеристики, котра внаслідок гістерезису не співпадає з першою. Повзунок реостата R_р на протязі другої частини досліду слід пересувати в сторону, яка від­повідає збільшенню опору.

Результати спостережень заносять до таблиці 1.3.

 

Таблиця 1.3 – Результати спостережень для побудови регулювальної характеристики

 

Із , A

Іе , A

U, B

 

За практичну регулювальну характеристику приймають середню криву, проведену між вітками характеристики.

4 ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДУ

 

4.1 Накреслити характеристику холостого ходу генератора постійного струму, знайти величину Е_м/U_н, виразивши її у відсотках, а також визначити коефіцієнт К, який характеризує стан магнітного насичення.

4.2 Накреслити зовнішню та регулювальну характеристики генератора.

4.3. Вирахувати відсоткове підвищення, напруги генератора при переході від номінального навантаження до режиму холостого ходу.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

5.1 При яких умовах можливе самозбудження генератора паралельного збудження?

5.2 Який струм небезпечний для генератора паралельного збудження?

5.3 Як залежить від швидкості обертання якоря струм короткого замикання?

5.4 Покажіть зовнішню характеристику генератора паралельного збудження і поясніть її?

5.5 Як змінюється магнітний потік збудження при збільшенні навантаження?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

Рисунок 2.1 -.Швидкісні характеристики електродвигуна постійного струму паралельного збудження

Швидкість обертання ідеального холостого ходу, не слід путати з швидкістю обертання n_x при холостому ході електродвигуна.

При холостому ході струм якоря Іa≠0, так як електродвигун розвиває невеликий момент, перемагаючий втрати обертання.

При ідеальному холостому ході М=0, що може бути досягнуто в тому випадку, якщо до вала якоря електродвигуна прикладений зовнішній момент, який покриває втрати обертання.

Як видно з рис.2.1, найбільшою жорсткістю відрізняється характеристика, отримана при Rg=0, а введення додаткового опору Rg в коло якоря пом’якшує її і може при достатньо великому значені Rg зробити роботу електродвигуна нестійкою, так як зміни навантаження на валу будуть супроводжуватись значною швидкості обертання.

Регулювання швидкості обертання цим методом неекономічне внаслідок теплових втрат на опорі.

З співвідношення (2.7) витікає, що регулювати швидкість двигуна постійного струму можна також за рахунок величини напруги U, яка підводиться до якірної обмотки, або величини магнітного потоку машини Ф.

Зміни напруги U, яка підводиться до якоря, можна досягнути в випадку живлення його від окремого генератора незалежного збудження, а зміни величини магнітного потоку Ф при паралельному збудженні двигуна досягається включенням послідовно з обмоткою збудження регулювального реостата, розрахованого на струм збудження, який складає 1-5% від номінального струму машини.

Перший спосіб потребує громіздких установок, необхідних для плавного регулювання величини напруги, а другий дає плавне та економічне регулювання швидкості обертання.

Поріг підвищення швидкості обертання обмежений умовами комутації, механічною міцністю та зростанням струму якоря при постійному, моменті опору на валу машини.

В каталогах сучасних машин постійного струму для кожного, електродвигуна крім його номінальної швидкості обертання n_н приводиться ще і найбільша n_max котра при зменшенні або скидані навантаження не повинна збільшуватись більше ніж на 20%.

Для характеристики регулювальних властивостей електродвигуна будують криві, які показують зміну швидкості обертання від величини напруги U на затискачах якоря при незмінному струмі збудження Із, або при зміні струму збудження Із та постійній напрузі U на затискачах якоря при холостому ході машини тобто n=ƒ(U) при І₃=соnst і n=ƒ(І₃) U=соnst, які знімають експериментальним шляхом і мають вигляд, зображений на рис.2.2 та 2.3.

Номінальна зміна швидкості обертання якоря при переході від режиму холостого ходу (n=n_x) до номінального навантаження (n_H=n) невелика і як правило не перевищує (2÷10%) n_H в залежності від потужності та типу машини

∆n=(nx – n_H)/ n_H х100%. (2.9)

При роботі машин постійного струму в режимі електродвигуна мають місце, магнітні, електричні та додаткові втрати.

Коефіцієнт корисної дії

η=P₂/P₁ (2.10)

де P₂ та P₁-потужність яка споживається і віддається двигуном.

Потужність P₁ яка підводиться до електродвигуна, визначається за формулою

Р₁=U×(Ia+I₃) (2.11)

де U-напруга мережі, яка живить двигун;

Іa та І₃-струми, які протікають відповідно в колі якоря та обмотці збудження.

Рисунок 2.2.- Залежність швидкості обертання якоря електродвигуна постійного струму від величини напруги на його затискачах

Рисунок 2.3.- Зміна швидкості обертання якоря електродвигуна постійного струму від величини його струму

 

Потужність P₂, яка віддається електродвигуном на валу, визначається методом навантажувального генератора, з’єднаного з випробовуваним електродвигуном за допомогою муфти.

Потужність, яку віддає навантажувальний генератор рівна

Р_Г=U_Г ×І_Г (2.12)

де U_Г та І_Г- відповідно напруга та струм навантажувального генератора постійного струму.

ККД генератора

η=2Р_Г/(Р₁+ Р₂) (2.13)

Вираз (2.13) справедливий у випадку однакових по потужності спарованих машин.

Користуючись виразом (2.13), будують залежність п=f(Рг). Виходячи з цієї залежності, знаходять потужність, яку віддає електродвигун, який випробовується

Р₂=Р_Г/ η_Г (2.14)

де η_Г - значення ККД навантажувального генератора, яке відповідає певному режиму роботи.

Момент, який розвиває електродвигун, визначається із співвідношення

М=Р₂/ω₂=Р₂/πn₂ (2.15)

де n₂— швидкість обертання якоря в об/хв.

Робочі властивості електродвигуна постійного струму паралельного збудження характеризуються його механічною характеристикою n=ƒ(М) (рис.2.4), а також робочими кривими n=ƒ(Р₂), М=ƒ(Р₂), І=ƒ(Р_Г) η=ƒ(Р₂), Р1=ƒ(Р₂), (рис.2.5), які знімаються при U=соnst та І₃=соnst.

 

Рисунок 2.4.- Механічні характеристики електродвигуна постійного струму

Рисунок 2.5 - Робочі характеристики електродвигуна постійного струму паралельного збудження

 

ОПИС СХЕМИ УСТАНОВКИ

Для дослідження властивостей електродвигуна постійного струму паралельного збудження збирають установку (рис.2.6), яка складається з двох машин постійного струму паралельного збудження,. з'єднаних між собою муфтою.

Машина M1 використовується в виді електродвигуна, який випробовується. В її колах передбачені пускорегулюючий RR2 та регулюючий RR1 реостати, а також вимірювальна апаратура.

Машина M2 служить навантажувальним генератором, працюючим на навантажувальний реостат RRн. Електро-вимірювальні прилади, які знаходяться в її колі, дозволяють визначити потужність Рг, яку генератор віддає в зовнішнє коло.

Швидкість обертання валу електродвигуна вимірюється тахометром.

Рисунок 2.6 - Схема установки випробування електродвигуна постійного струму паралельного збудження.

ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДУ

3.1.Ознайомитись з приладами, апаратами, машинами і другим обладнанням експериментальної установки.

3.2.Зібрати схему випробування електродвигуна постійного струму з навантажувальним генератором.

3.3.Повністю ввести пускорегулюючий реостат Rpn, який знаходиться в колі якоря, регулюючий реостат збудження Rp повністю вивести, розімкнути двополюсний рубильник Rp після перевірки схеми керівником увімкнути двополюсний рубильник Р₁.

Як тільки якір почне обертатись, необхідно виводити пускорегулювальний реостат з такою швидкістю, щоб струм в колі якоря під час пуску не перевищував номінальний струм машини більше чим на 50÷100 %.

3.4.Визначити, чи встановлені щітки на геометричній нейтралі електродвигуна. Для цього ввести навантажувальний реостат повністю, замкнути двополюсний рубильник Р₂ і, змінюючи величину опору навантажувального реостату, навантажити електродвигун так, щоб струм якоря був рівний половині номінального, і заміряти тахометром швидкість обертання якоря.

3.5. Поміняти напрямок обертання якоря електродвигуна, для чого розімкнути двополюсні рубильники Р₁ та Р₂ поставити пускорегулюючий реостат Rpn в вихідне положення, поміняти місцями дроти, які йдуть до затискачів якоря, і, пустивши агрегат в хід, повторити дослід до пункту 3.4.

Результати спостережень по п.п.3.4 та 3.5 звести в таблицю.2.1

Таблиця 2.1 – Результати досліду по визначенню установки щіток якоря на геометричній нейтралі

№ досліду	Напрямок обертання	Швидкість обертання, об/хв	Струм якоря електродвигуна, А

 

3.6. Дослідити вплив величини напруги на затискачах якоря електродвигуна на швидкість його обертання при ненавантаженому генераторі, для чого необхідно встановлювати пускорегулюючим реостатом Ррп різні напруги на затискачах якоря і заміряти тахометром швидкість обертання вала машини, підтримуючи на протязі всього досліду регулювальним реостатом Rр незмінний струм збудження, близький до найбільшого.

 

Результати спостережень звести в таблицю 2.2.

Таблиця 2.2 – Результати дослідження впливу напруги на швидкість обертання якоря двигуна

№ досліду	Напруга на затискачах якоря, U, В	Швидкість обертання електродвигуна n, об/хв	Струм збудження Із, А

 

 

3.7. Дослідити вплив струму збудження на швидкість обертання якоря електродвигуна, для чого встановити регулювальним реостатом Rр різний струм збудження та заміряти тахометром швидкість обертання машини, не допускаючи її збільшення на 20%, по відношенню до найбільшої швидкості, яка отримується за рахунок ослаблення поля.

Під час проведення досліду пускорегулюючим реостатом необхідно підтримувати на затискачах якоря незмінну напругу, близьку до номінальної.

Результати досліду звести в таблицю 2.3.

Таблиця 2.3 - Результати дослідження впливу струму збудження на швидкість обертання якоря двигуна

№ досліду	Струм збудження, Із, А	Швидкість обертання якоря електродвигуна, n, об/хв	Напруга на затискачах якоря, U, В

 

3.8.Приступити до випробування електродвигуна в навантажувальному режимі. Для цього реостатами Rр та Ррп відрегулювати та підтримувати на протязі всіх дослідів напругу на затискачах якоря та струм збудження незмінними, близькими до номінальних значень цих величин, замкнути двополюсний рубильник Р₂ і, змінюючи опір реостату навантажувального Рн, випробовувати електродвигун при струмах Ін=0,25, 50, 75 та 100, 125%, де Ін - номінальний струм машини.

Результати спостережень звести в таблицю 2.4

Таблиця 2.4 – Результати випробувань електродвигуна в навантажувальному режимі.

№ досліду	Напруга на затискачах якоря елек-тродвигуна U, В	Струм якоря електро двигуна І, А	Струм збудження електродвигуна Із, А	Швидкість обертання валу n, об/хв	Напруга наванта-жувально го генератора Uг, В	Струм наванта-жувальн-го генератора Ір, А

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

5.1. Для чого потрібний електродвигуну пусковий реостат і з яких міркувань вибирається величина його опору?

5.2. Якими способами можна змінити напрямок обертання якоря?

5.3 Як визначити положення геометричної нейтралі в електро-двигуні постійного струму з додатковими полюсами?

5.4.Як можна регулювати швидкість обертання якоря електродвигуна і чим обмежений верхній поріг його швидкості?

5.5. В яких випадках доцільно застосовувати в виді приводу електродвигуни постійного струму паралельного, послідовного та змішаного збудження?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

A B

U_k,B

 

Рисунок 3.1 – Характеристики неробочого ходу трансформатора

I_0, P_0, cos j₀

A B

 

U_k,B

Рисунок 3.2 – Характеристики короткого замикання трансформатора

Із збільшенням навантаження трансформатора напруга на клемах його вторинної обмотки змінюється. Залежність вторинної напруги від навантаження виражається графічно зовнішніми характеристиками трансформатора Вигляд зовнішньої характеристики залежить від характеру навантаження і від величини коефіцієнту потужності . При активному і активно-індуктивному навантаженні зовнішні характеристики мають вигляд падаючої, причому чим менший коефіцієнт потужності , тим більше нахил характеристики до осі абсцис. При активно-ємнісному навантаженні зовнішня характеристика має зростаючий вигляд (рис.3.3).

Рисунок 3.3 – Зовнішні характеристики трансформатора

Рисунок 3.4 - Графіки залежності ККД трансформатора від навантаження.

ПРОГРАМА РОБОТИ

 

2.1 Ознайомитися а будовою трансформатора; записати його паспортні дані, а також дані вимірювальних приладів і регулятора напруги.

2.2 Дослідити характеристики неробочого ходу трансформатора.

2.3 Дослідити режим короткого замикання трансформатора.

2.4 Дослідити зовнішні характеристики трансформатора.

2.5 Використовуючи результати послідів нх і кз побудувати графіки залежностей ККД трансформатора від навантаження при і .

 

ОПИС СХЕМИ УСТАНОВКИ

 

Для дослідження однофазного трансформатора збирають схему (рис. 3.5), в якій для вимірювання напруги U₁, струму I₁ та потужності P₁ зі сторони первинної обмотки А-Х використані відповідні вимірювальні прилади (вольтметр PV₁, амперметр PA₁ та ватметр PW₁).

Живлення на первинну обмотку дослідного трансформатора подається регулятором напруги РН (регулювальний автотрансформатор ЛАТР) від автоматичного вимикача QF.

Зі сторони вторинної обмотки а-х трансформатора вольтметром PV₂ і амперметром PA₂ вимірюють вторинну напругу U₂ та струм навантаження I₂. Навантаження створюється реостатом RR_H, який вимкається за допомогою перемикача SA.

 

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

 

4.1 Зібрати схему (рис 3.5).

4.2 Перевірити схему керівником роботи.

4.3 Ввімкнути автоматичний вимикач QF. Перемикач SA вимкнений. Регулятор напруги в крайньому лівому положенні (U₁=0).

 

Рисунок 3.5 - Принципова схема установки для дослідження однофазного трансформатора

 

Таблиця 3.1 – Результати дослідів і розрахунків для режиму неробочого ходу трансформатора

 

№ п/п	Вимірювання	Розрахунки
, В	, А	, Вт	, В	, %

 

 

4.5 За результатами дослідів і розрахунків таблиці будують характеристики трансформатора (на загальній координатній сітці):

.

На характеристиках відмічають точки: , що відповідають номінальній напрузі (рис.3.1).

 

ФОРМУЛИ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ

 

Зовнішні характеристики

 

При будь-якому навантаженні напруга на клемах вторинної обмотки трансформатора

, (3.13)

де - напруга на вторинній обмотці в режимі нх, прийнята за номінальну напругу на виході трансформатора;

- зміна вторинної напруги, викликана навантаженням трансформатора.

Для побудови зовнішньої характеристики необхідно розрахувати не менше п’яти значень напруги при різних коефіцієнтах навантаження , наприклад при

Розрахунок ведуть по формулі (%)

. (3.14)

Розрахунки виконуються три рази: при (навантаження активно-індуктивне) і (навантаження активно-ємнісне). Результати обчислень заносять в табл.3.4 і будують на загальній координатній сітці три зовнішні характеристики. Провівши ординату при (номінальне навантаження), відмічають напруги, які відповідають номінальному навантаженню трансформатора (рис.3.3а).

Таблиця 3.4 – Результати розрахунків зміни вторинної напруги

		(інд.)	(ємн.)
,В		,В		,В
0.25
0.5
0.75
1.0
1.2

 

ЗМІСТ ЗВІТУ

 

6.1 Привести паспортні дані трансформатора.

6.2 Привести таблиці з результатами вимірювань і розрахунків.

6.3 Побудувати характеристики трансформатора при неробочому ході та при короткому замиканні.

6.4 Побудувати характеристики трансформатора при зміні навантаження (зовнішня характеристика).

6.5 Побудувати графіки залежності ККД трансформатора від навантаження.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

 

7.1 Поясніть будову і принцип дії трансформатора.

7.2 Що таке коефіцієнт трансформації і як його визначити дослідним шляхом?

7.3 Чому струми х.х. в обмотках трифазного трансформатора не однакові?

7.4 Чому із збільшенням первинної напруги при досліді х.х. зменшується коефіцієнт потужності трансформатора?

7.5 Чому потужність х.х. приймають за магнітні втрати, а потужність к.з. – за електричні втрати?

7.6 Чому при досліді к.з. струм в первинній обмотці досягає номінального значення при напрузі в кілька разів менше номінальної?

7.7 Встановіть, на скільки процентів зростають магнітні втрати в досліджуваному вами трансформаторі при збільшенні первинної напруги на зверх номінальної.

7.8 Чому з ростом напруги графік прямолінійний, а графік - криволінійний?

 

ВСТУП