- •Сводный план 2011 г., поз. 87 Введение
- •1.1 Основные положения к выполнению работы
- •1.1.1 Опыт холостого хода трансформатора
- •1.2 Программа выполнения работы
- •1.3 Содержание отчета
- •2.1 Основные положения к выполнению работы
- •2.2 Программа работы
- •2.3 Содержание отчета
- •3.1 Основные положения к выполнению к выполнению работы
- •3.2 Программа работы
- •3.3 Содержание отчета
- •4.1 Основные положения к выполнению работы
- •Vs1 – vs6
- •4.2 Программа работы
- •4.3 Содержание отчета
- •5.1 Основные положения к выполнению работы
- •5.2 Программа работы
- •5.3 Содержание отчета
- •Приложение а
- •С - коэффициент двигателя
- •Список литературы
- •Содержание
1.1.1 Опыт холостого хода трансформатора
В опыте холостого хода трансформатора при выключенном рубильнике p2 (см. рисунок 1.1б) замыкают рубильник p1 и измеряют IX, PX и U2. При опыте необходимо, чтобы подведенное напряжение U1 было равно номинальному напряжению трансформатора.
Под действием приложенного напряжения в первичной обмотке возникнет переменный ток, который будет отставать от напряжения по фазе на угол, близкий к 90°, а в магнитопроводе трансформатора возникнет переменный магнитный поток.
В этом случае действующие значения напряжений и э.д.с , наведенных в первичной и вторичной обмотках, соответственно равны
U1 = E1 = 4,44 f ω1 ФМ ,
U2 = E2 = 4,44 f ω2 ФМ.,
где f – частота сети;
ω1 и ω2 — числа витков первичной и вторичной обмоток;
ФМ - максимальное значение магнитного потока в магнитопроводе.
Из данных опыта холостого хода определяются коэффициент трансформации- k,. полное, активное и индуктивное сопротивления холостого хода формулы (1.1), потери в стали.
.
k = U1н /U2 = ω1/ ω2; zx =U1н /I1х; rx = P1х /I1х2 ; xx = . (1.1)
Так как потери в меди при холостом ходе ничтожно малы, то показания ватметра в опыте можно принять за мощность потерь в стали
РX = Pст.
.
1.1.2 Опыт короткого замыкания
В опыте короткого замыкания вторичная обмотка замыкается накоротко, а к первичной обмотке во избежание перегрева и повреждения трансформатора подводится пониженное напряжение с таким расчетом, чтобы ток находился в пределах номинального. Это напряжение называется напряжением короткого замыкания и составляет 5 ÷ 12% UH..
Из проведенных измерений определяются: полное zk; активное rk и реактивное xk сопротивления короткого замыкания формулы (1.2), потери в меди.
Zк =U1 /I1; rк = P1 /I12 ; xк = . (1.2)
Ваттметр измерит мощность РK = РM+Рст.K. Однако, так как UK ≈ 0,05UH, то индукция в стали ничтожно мала, и потерями в стали при коротком замыкании Рст.K можно пренебречь. Тогда мощность измеренная в опыте короткого замыкания равна мощности потерь в меди
РK = PM .
Первичная мощность трансформатора
Ρ1 = U1 I1 cos φ1.
Вторичная мощность трансформатора
Ρ2 = U2 I2 cos φ2.
Разность между первичной P1 и вторичной P2 мощностями представляет собой мощность потерь. Потери в трансформаторе состоят из двух частей: 1) потери в меди обмоток РM и 2) потери в стали трансформатора от гистерезиса и вихревых токов Рст = Рг + Рс.
Мощность потерь в меди обмоток
PM = I12 r1 + I22 r2.
Для данного трансформатора ΡM зависит только от его нагрузки.
Коэффициент полезного действия трансформатора представляет собой отношение вторичной мощности Р2 к первичной мощности P1, т. е.
Благодаря отсутствию в трансформаторе вращающихся частей, потери его относительно малы, а к.п.д. высок, достигая для трансформаторов большой мощности 98 - 99 %.
1.2 Программа выполнения работы
1.2.1 Применяя блоки и элементы программного обеспечения Matlab Simulink, набрать модель исследования однофазного трансформатора (рисунок 1.2). Установить параметры элементов модели в соответствии с вариантом задания, выданным преподавателем.
1.2.2 Включить трансформатор вхолостую и измерить первичное и вторичное напряжения U1, и U2. Измерить мощность холостого хода ΡX и ток холостого хода IX . Подсчитать коэффициент трансформации, полное, активное и индуктивное сопротивления холостого хода, потери в стали и отношение (I1х /I1Н)100%.
1.2.3 Произвести изменения в модели для проведения опыта короткого замыкания и измерить: напряжение при коротком замыкании UK, мощность короткого замыкания РK, и ток в первичной обмотке I1= IH.
1.3.4 Подсчитать полное, активное и реактивное сопротивления короткого замыкания, uK = (UK/UH)100%..
1.2.4 Подключить нагрузку ко вторичной обмотке, в первичной установить номинальное напряжение. Измерить ток в первичной и вторичной обмотке, напряжение во вторичной обмотке. Зарисовать осциллограммы тока и напряжения в первичной и вторичной обмотках. Определить к.п.д. трансформатора.