- •Лабораторная работа 2
- •Лабораторная работа 3
- •3. Усвоение метода векторных диаграмм.
- •По результатам наблюдения произвести расчет указанных в таблице величин, используя формулы:
- •Лабораторная работа 4
- •Лабораторная работа 5
- •Лабораторная работа 6
- •Лабораторная работа 7
- •Лабораторная работа 8
- •Лабораторная работа 9
- •Лабораторная работа 10
Лабораторная работа 10
ИСПЫТАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Цель работы: Определение зависимости потерь мощности в стали сердечника трансформатора Р0 от напряжения сети U1, снятие внешней характеристики трансформатора, определение к.п.д. трансформатора η.
Основные сведения. Трансформатор – есть статический аппарат, работающий на принципе электромагнитной индукции и предназначенный для преобразования электроэнергии одних параметров U1, I1 в энергию других параметров U2, I2.
Трансформатор
имеет две электрические цепи (по числу
обмоток) и одну магнитную, по которой
замыкается намагничивающий поток Ф.
Посредством потока Ф,
сцепление с обеими обмотками, электроэнергия
из первичной цепи трансформатора
передается во вторичную. В обмотках
наводятся э.д.с.
,
.
Отношение
называется коэффициентом трансформации.
Напряжение сети
U1,
приложенное к первичной обмотке
трансформатора, в основном уравновешивается
э.д.с. Е1,
т.е. имеет место приближенное равенство
U1
≈E1.
Если U1
= const,
то и Е1=
const
и Ф
= const.
В этих
условиях потери мощности в стали
трансформаторного сердечника не зависят
от колебаний нагрузки вторичной цепи
(от колебаний величины I2)
и называются «постоянными», т.к.
где РВИХ
– потери мощности на вихревые токи;
РГИС
– потери мощности на перемагничивание
сердечника (потери на гистерезис); В
– магнитная индукция в сердечнике.
Т
ок
в первичной обмотке в режиме холостого
хода I0
значительно меньше номинального
первичного тока I1ном
, поэтому
джоулевы потери в первичной обмотке,
зависящие от I1,
в режиме холостого хода пренебрежимо
малы. Отсюда следует, что мощность,
подводимая к трансформатору на холостом
ходу, Рхх
≈Р0.
Кроме опыта холостого хода, в данной
работе проводится нагрузочный режим,
по данным которого строится внешняя
характеристика трансформатора U2
= f(I2)
при U1
= const,
позволяющая оценивать величину колебания
напряжения U2
при изменении нагрузки трансформатора.
Порядок выполнения работы:
-
Подготовить схему для опыта холостого хода испытываемого трансформатора. Для этого разорвать (поставить выключатель S1 в положение «Выкл») цепь питания нагрузочного реостата RH во вторичной цепи, оставив включенным вольтметр V2 (смотри Рис.1).
С помощью автотрансформатора АТ изменять первичное напряжение U1 от 60 до 250В. Результаты измерения (5-6 точек) заносят в таблицу 1.
Таблица 1
-
№№
опытов
Измеренные величины
Расчетные величины
U1, B
I0, A
РХХ, Вт
U20, B
Р0, Вт
к
1
2
3
4
5
-
Потери мощности в стали сердечника трансформатора
, где r1
= 8,4Ом –
активное сопротивление первичной обмотки. При этом следует отметить, что величина
пренебрежимо мала
лишь в трансформаторах большой мощности.
-
Коэффициент трансформации
. -
Построить зависимость
,
где U1ном=220В.
Величина номинальных потерь мощности
стали Р0ном
определяется
при напряжении U1ном=220В.
-
Подготовить схему для исследования нагрузочного режима трансформатора (поставить переключатель S1 в положение «Вкл»). Автотрансформатором АТ установить U1ном=220В=const. Изменяя сопротивление реостата RH, снять показания приборов. Результаты измерения (5-6 точек) занести в таблицу 2.
Таблица 2
|
№№ опытов |
Измеренные величины |
Расчетные величины |
|||||
|
I1, A |
P1, Bт |
U2, B |
I2, A |
ΔU2, % |
η, % |
P2, Вт |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Рассчитать:
-
По данным таблицы 1 и 2
,
где
соответствует
(табл.1), а U2
берется из таблицы 2.
-
По данным таблицы 2 к.п.д.
,
где Р2=U2I2
т.к. при
имеет место
.
Построить:
-
Внешнюю характеристику U2=f(I2).
-
Зависимость η=f(P2).
Контрольные вопросы.
-
Назначение, принцип действия и устройство трансформатора.
-
Формулы для э.д.с. Е1 и Е2 трансформатора. Что называется коэффициентом трансмиссии?
-
Какими уравнениями описывается режим работы трансформатора? Напишите их.
-
Чем отличается режим холостого хода от нагруженного?
-
Какие потери мощности в трансформаторе называют «постоянными» и почему?
-
Какой ток внешней характеристики U2=f(I2) влияет на условие работы потребителя?
-
Почему к.п.д. при нормальной нагрузке определяется через сумму потерь мощности, а не отношение
? -
Классификация трансформаторов по назначению и их особенности.
Литература.
-
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Общая электротехника»
-
ВолгИСИ, 1975, с.73-81.
-
Электротехника / Под ред. В. Г. Герасимова - М.: Высшая школа, 1985, с.237-261.
-
Иванов И.И., Равдоник В.С., Электротехника - М.: Высшая школа, 1984, с.135-174.
-
Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Общая электротехника - М.: Высшая школа, 1974, с.283-337.
-
Касаткин А.С., Немцов М.В., Электротехника - М.: Высшая школа, 1984, с. 166-193.
-
Мучник А.Н., Парфенов К.А., Общая электротехника - М.: Высшая школа, 1967, с.247-279.
