Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Работа № 1. Исследование однофазного

Поиск

ДВУХОБМОТОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Цель работы

 

Проведение опытов холостого хода и короткого замыкания и расчет по данным этих опытов параметров схемы замещения и некоторых других зависимостей, характеризующих работу трансформатора при нагрузке, а также поведение трансформатора при внезапном коротком замыкании вторичной обмотки.

 

Программа работы

 

1. Исследовать трансформатор в режиме опыта короткого замыкания:

– определить параметры схемы замещения трансформатора;

– рассчитать напряжение короткого замыкания в процентном отношении, активную и реактивную составляющие.

2. Исследовать трансформатор в режиме холостого хода:

– измерить коэффициент трансформации;

– определить значение тока и мощности холостого хода при номинальном первичном напряжении;

– рассчитать параметры намагничивающего контура схемы замещения трансформатора.

3. Снять внешнюю характеристику трансформатора при активной нагрузке и сравнить ее с расчетной.

4. Рассчитать КПД трансформатора и построить зависимость КПД от коэффициента нагрузки.

 

Пояснения к работе

 

В лабораторной работе используются следующие модули:

– модуль питания стенда (МПС);

– модуль питания (МП);

– силовой модуль (СМ);

– модуль измерителя мощности (МИМ);

– модуль автотрансформатора (ЛАТР);

– модуль однофазного трансформатора (ОдТр);

– модуль ввода/вывода (МВВ).

Перед проведением работы необходимо привести модули в исходное состояние. Для этого при выключенном автоматическом выключателе QF1 модуля питания стенда:

– установить переключатель SA2 модуля однофазного трансформатора в положение «∞»;

– переключатель SA1 модуля ЛАТР установить в нижнее положение, ручку автотрансформатора установить в крайнее положение против часовой стрелки.

В работе используется однофазный двухобмоточный трансформатор, каталожные данные которого приведены в Приложении А.

Для проведения данной работы на персональном компьютере должно быть загружено ПО Labdrive и выбрана соответствующая лабораторная работа.

 

1.1 Опыт короткого замыкания

 

Опыт короткого замыкания проводят при пониженном напряжении U, при котором ток в первичной обмотке трансформатора I≈ I.

Схема для проведения опыта короткого замыкания трансформатора представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема для проведения опыта короткого замыкания

 

Первичная обмотка трансформатора подключена через МИМ и датчики тока и напряжения к регулируемому выходу переменного тока модуля автотрансформатора (ЛАТР).

Автотрансформатор запитывается напряжением ~220В от модуля питания (МП).

Выходы датчиков тока и напряжения соединяются с входами A1 и A2 модуля ввода/вывода.

 

Опыт проводится в следующей последовательности:

– включить последовательно автоматические выключатели QF1 модуля питания стенда и QF2 модуля питания;

– включить кнопку «Сеть» МИМ;

– включить переключатель SA1 модуля ЛАТР. Установить такое напряжение, при котором ток первичной обмотки трансформатора примерно равен номинальному току первичной обмотки трансформатора

I = (Приложение А).

где SН - полная номинальная мощность трансформатора, В∙А.

Данные опыта заносят в таблицу 1.1.

 

Таблица 1.1

U, В I, А РК, Вт сosφ zК, Ом rК, Ом хК, Ом UК% UКА% UКR%
                   
                   

 

После проведения опыта установить модули в исходное состояние, выключить автоматы QF2, QF1.

 

Из-за погрешности измерения активной мощности при опыте короткого замыкания РК, значения индуктивного сопротивления хК= могут получиться отрицательными.

В этом случае потери короткого замыкания могут быть получены через сопротивления обмоток трансформатора:

; ,

где k – коэффициент трансформации трансформатора (Приложение А).

 

Расчетные данные.

Коэффициент мощности при опыте короткого замыкания

сosφ= .

Полное, активное и индуктивное сопротивления трансформатора при опыте короткого замыкания (приводят к расчетной рабочей температуре 750 С)

zК = ; rК = ; хК = ;

rК 750 = rК ; zК 750 = .

Напряжение короткого замыкания в процентах, активная и реактивная составляющие, %

UК% = ; UКА% = ; UКR% = .

 

1.2 Опыт холостого хода

 

Опыт холостого хода проводится при номинальном напряжении первичной обмотки и разомкнутой вторичной обмотке трансформатора.

Схема для проведения опыта холостого хода представлена на рисунке 1.2.

 

Рисунок 1.2 – Схема для проведения опыта холостого хода

 

Первичная обмотка трансформатора подключена через модуль МИМ и датчик тока к выходам ~U модуля автотрансформатора, который запитывается от модуля питания.

К выходам вторичной обмотки трансформатора подключен датчик напряжения.

Выходы датчиков тока и напряжения соединяются со входами A1 и A2 модуля ввода/вывода.

 

Опыт проводится в следующем порядке:

– включить последовательно автоматические выключатели QF1 модуля питания стенда и QF2 модуля питания;

– включить кнопку «Сеть» МИМ.

– перевести переключатель SA1 модуля автотрансформатора переводится в верхнее положение и рукояткой устанавливается выходное напряжение ~220В.

– необходимые данные заносятся в таблицу 1.2.

 

Таблица 1.2

Данные опыта Расчетные данные  
  U1, В I0, А Р0, Вт U20, В К сosφ0 zm, Ом rm, Ом хm, Ом I0*
                     
                         

 

После проведения опыта отключить автоматы QF1, QF2 и установить модули в исходное состояние.

 

 

Расчетные данные.

Коэффициент трансформации трансформатора

.

Полное, активное и индуктивное сопротивления намагничивающего контура «Т»-образной схемы замещения трансформатора, Ом

zm ≈ z0 = ; rm ≈ r0 = ; хm ≈ х0 = .

Коэффициент мощности при опыте холостого хода трансформатора

сosφ0 = .

Ток холостого хода трансформатора в долях номинального тока первичной обмотки трансформатора

I0* = ,

где I – номинальный ток первичной обмотки трансформатора, А

I = ,

 

1.3 Внешние характеристики трансформатора

 

Внешние характеристики представляют собой зависимости вторичного напряжения трансформатора от тока нагрузки U2=f(I2) при U1=U=const; сosφ2=const. Для снятия данных характеристик собирается схема, показанная на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Схема для снятия внешней характеристики трансформатора

 

Однофазный трансформатор подключается к выходам ~220В модуля питания. Для создания нагрузки во вторичную цепь трансформатора включается регулируемое сопротивление RP2. Контроль параметров в первичной обмотке осуществляется с помощью датчиков тока и напряжения силового модуля (СМ).

Выходы датчиков тока и напряжения соединяются с входами A1 и A2 модуля ввода/вывода.

Параметры вторичной цепи контролируются с помощью МИМ.

Сопротивление RР2 модуля однофазного трансформатора устанавливают переключателем SА2 в положение «∞», что соответствует режиму холостого хода трансформатора.

 

Опыт проводится в следующем порядке.

Последовательным включением автоматических выключателей QF1, QF2 подать напряжение ~220В на трансформатор.

Изменением положения переключателя SA2 (ОдТр) изменять ток вторичной обмотки до значения

I = .

Данные опыта заносят в таблицу 1.3.

 

Таблица 1.3

Данные опыта Расчетные данные
U1, В U2, В I2, В Ктр Kнг I1, А
           

 

После проведения опыта вернуть модули в исходное состояние, отключить автоматы QF2, QF1.

 

По расчетным данным можно построить внешнюю характеристику трансформатора и зависимость КПД трансформатора от коэффициента нагрузки

КНГ = .

Опытную и расчетную внешние характеристики трансформатора следует представить на одном графике и проанализировать их.

Расчетное значение вторичного напряжения U2 при нагрузке в зависимости от коэффициента нагрузки находят из выражения

U2 = U20(1 - ),

где U20 – напряжение вторичной обмотки трансформатора на холостом ходу (принимается из опытных данных), В.

Процентное изменение вторичного напряжения трансформатора

∆U% = Кнг(UКА%∙сosφ2 + UКR%∙sinφ2),

где сosφ2 = 1 для чисто активной нагрузки.

 

1.4 Коэффициент полезного действия трансформатора

 

Коэффициент полезного действия трансформатора определяют только расчетным путем

η = ,

где Р – потери холостого хода при номинальном напряжении первичной обмотки трансформатора, Вт;

РК.Н.75 – потери короткого замыкания при номинальном токе, приведенные к температуре 750 С, Вт

РК.Н.75 = .

 

1.5 Ток внезапного короткого замыкания

 

По данным опыта короткого замыкания и найденным параметрам расчетным способом могут быть определены установившийся и ударный ток внезапного короткого замыкания, А

IКН = I ,

iКУ = .

По этим же данным можно построить кривую тока внезапного короткого замыкания в пределах 4…6 периодов для начальной фазы включения αК=0, приняв φК ≈ 900.

Уравнение кривой тока:

iК = iК’ + iК’’ = - .

 

Контрольные вопросы

 

1. Почему ток холостого хода трансформатора очень мал и составляет несколько процентов от номинального тока?

2. Как объяснить, что при опыте короткого замыкания I ≈ I`?

3. Чем объяснить, что КПД трансформатора, как правило, определяют расчетным способом?




Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-12; просмотров: 318; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.58.61.176 (0.009 с.)