ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Игровые автоматы с быстрым выводом

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Цель работы

Изучить принцип действия и устройство трансформатора, исследовать работу трансформатора при различных режимах.

Теоретические сведения

Трансформатором называется статическое (т.е. без движущихся частей) электромагнитное устройство, предназначенное чаще всего для преобразования одного переменного напряжения в другое (или другие) напряжение той же частоты. Трансформатор имеет не менее двух обмоток, у которого общий магнитопровод и которые электрически изолированы друг от друга (за исключением автотрансформатора).

Обмотка трансформатора, присоединенная к источнику питания (сеть электроснабжения, генератор), называется первичной. Соответственно первичными именуются все величины, относящие к этой обмотке – число витков, напряжение, ток и др. Их буквенное обозначение снабжается индексом 1, например: w₁, u₁, i₁ (рисунок 3.1). Обмотка, к которой подключается приемник (потребитель электроэнергии), и относящиеся к ней величины называются вторичными (индекс 2).

Рисунок 3.1 Схема однофазного трансформатора

Если первичное напряжение U₁ меньше вторичного U₂, то трансформатор является повышающим, если U₁ > U₂ – понижающим.

Отношение напряжения первичной обмотки трансформатора к напряжению вторичной его обмотки, равное отношению соответствующих чисел витков обмоток является коэффициентом трансформации трансформатора

(3.1)

Активная мощность, потребляемая трансформатором. затрачивается на потери мощности в магнитопроводе (Р_м) и электрические потери в обмотке (Р_э)

Р₀ = Р_м + Р_э. (3.2)

Опыт холостого хода позволяет определить коэффициент трансформации и потери мощности в магнитопроводе (магнитные), поскольку активное сопротивление первичной обмотки так же как и ток холостого хода незначительно, электрические потери мощности в этой обмотке оказываются весьма небольшими и ими можно пренебречь, при этом:

Р₀ » Р_м (3.3)

Опыт короткого замыкания – это испытание трансформатора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки. При этом подводимое напряжение мало, поэтому мал и магнитный поток. Магнитными потерями можно пренебречь и считать показание ваттметра равным электрическим потерям в обмотках:

Р₀ » Р_э. (3.4)

Опыт короткого замыкания позволяет определить важный параметр трансформатора – напряжение короткого замыкания, это выраженное в процентах напряжение на первичной обмотке:

(3.5)

Экспериментальная часть

На рисунке 3.2 приведены электрические схемы опыта.

Буквенно-цифровые обозначения элементов и приборов, используемых в схемах:

РА1, РА2 – амперметры, измеряющие ток в первичной и вторичной цепи трансформатора;

PV1, PV2 – вольтметры, измеряющие напряжение в первичной и вторичной цепи трансформатора;

РW1 – ваттметр;

HL1, HL2 – нагрузка, в качестве которой используется ламповый реостат;

Т – автотрансформатор;

ТV – однофазный трансформатор;

QF1 – автомат.

а

б

в

Рисунок 3.2 Электрическая схема установки для исследования

однофазного трансформатора

а) при холостом ходе;

б) при коротком замыкании;

в) под нагрузкой

Порядок проведения работы

3.4.1 Ознакомиться с приборами и оборудованием лабораторной установки и записать их паспортные данные в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 Данные приборов и оборудования

3.4.2 Изучить устройство и принцип действия трансформатора.

3.4.3 Собрать электрические схемы для исследования работы трансформатора в режимах холостого хода, короткого замыкания и под нагрузкой. Дать проверить схему установки преподавателю.

3.4.3.1 При опыте холостого хода трансформатора к первичной обмотке подводится напряжение, равное его номинальному значению, посредством автотрансформатора. Вторичная обмотка при этом разомкнута, т.к. в ее цепи отсутствует нагрузка. В результате в цепи первичной обмотки трансформатора протекает ток холостого хода. Измерив вольтметром первичное и вторичное напряжения, показания приборов записывают в таблицу 3.2.

3.4.3.2 Опыт короткого замыкания проводят при короткозамкнутой вторичной обмотке, при этом к первичной обмотке автотрансформатором плавно подводят пониженное напряжение, чтобы во вторичной обмотке протекал номинальный ток I_1к = I_1ном. Показания приборов записывают в таблицу 3.2.

3.4.3.3 Опыт при нагруженном трансформаторе выполняется путем включения во вторичную обмотку трансформатора регулируемой нагрузки, в качестве которой используют ламповый реостат. Нагрузку необходимо включать от I₂ = 0 до I₂ > I_1ном. Результаты измерений заносят в таблицу 3.2.

Основные формулы для расчета:

коэффициент мощности cos j₁ = ;

вторичная мощность Р₂ = U₂I₂cosj₂;

коэффициент полезного действия h = 100.

3.4.4 По данным исследования трансформатора под нагрузкой построить:

- внешнюю характеристику трансформатора U₂ = f(I₂);

- зависимость сosj и hот мощности нагрузки P₂.

Таблица 3.2 Результаты экспериментов

3.4.5 На основании внешней характеристики трансформатора определить процентное изменение вторичного напряжения DU % при I₂ = I_2н.

DU % = ×100%,

где U₂₀ – напряжение на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе;

U₂ - напряжение на зажимах вторичной обмотки.

3.4.6 По данным экспериментов холостого хода и короткого замыкания рассчитать коэффициент полезного действия трансформатора косвенным методом и построить (в масштабе) зависимость h = f (Р₂). Для этого рассчитать коэффициент полезного действия для значений b = 0,25; 0,50; 0,75; 1,0 по формуле:

h = , (3.6)

где b - коэффициент загрузки трансформатора;

S_н – номинальная мощность трансформатора.

3.4.7 Выполнить анализ полученных результатов и сделать вывод.

3.5 Контрольные вопросы

3.5.1 С какой целью проводят эксперименты холостого хода и короткого замыкания?

3.5.2 Как можно измерить коэффициент трансформации трансформатора?

3.5.3 Что называют внешней характеристикой трансформатора и как её получить?

3.5.4 Какие потери энергии имеют место в трансформаторе и от чего они зависят?

3.5.5 Изменится ли ток в первичной обмотке трансформатора, если будем изменять ток во вторичной обмотке и почему?

Лабораторная работа № 4