Испытание однофазного трансформатора при работе под нагрузкой

Цель работы – овладение практическими навыками экспериментального определения характеристик и изучение устройства, конструкции и принципа работы однофазного трансформатора

Программа работы

1. Ознакомиться с устройством трансформатора.

2. Снятие внешней характеристики трансформатора при его работе с активной нагрузкой.

3. Снятие внешней характеристики трансформатора при его работе с индуктивной нагрузкой.

4. Снятие внешней характеристики трансформатора при его работе с емкостной нагрузкой.

5. Пользуясь результатами опытов, выполнить следующие расчеты и построения:

а) определить параметры трансформатора и нанести их на электрическую схему замещения;

б) по известным параметрам схемы замещения рассчитать зависимость КПД от нагрузки и внешнюю характеристику трансформатора для всех видов нагрузок и сопоставить их на общих координатных осях с соответствующими опытными характеристиками (п. 2,3,4);

в) построить векторные диаграммы трансформатора при работе со всеми видами нагрузок.

Паспортные данные испытуемого однофазного трансформатора:

Номинальная мощность трансформатора S_н = 80 ВА;

Номинальное первичное напряжение U_1н =220 В;

Номинальное вторичное напряжение U_2н =127В;

Номинальный вторичный ток I_2н = 0,134А;

Сечение сердечника П_с =

1. Снятие и определение внешней характеристики U₂=f(I₂) трансформатора при его работе с активной (рис.1а), индуктивной(рис.1б) и емкостной(рис.1в) нагрузках

• Электрическая схемы соединений

• Перечень аппаратуры

• Описание электрической схемы соединений

• Указания по проведению эксперимента

а)

б)

в)

Рис.1. Схема для испытания однофазного трансформатора при различных нагрузках: а – активной; б – индуктивной; в – емкостной.

Таблица 2

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
А1	Регулируемый автотрансформатор	318.1	~ 0…240 В / 2 А
А2	Трёхфазная трансформаторная группа	347.1	380 ВА; 230 В/242,235, 230, 226, 220, 133, 127 В
А3	Блок измерительных трансформаторов тока и напряжения	401.1	3 трансформатора напряжения 600 В / 3 В; 3 трансформатора тока 0,3 А / 3 В
А4	Коннектор	330	8 аналог. диф. входов; 2 аналог. выходов; 8 цифр. входов / выходов
А5	Персональный компьютер	550	IBM совместимый, Windows 9*, монитор, мышь, клавиатура, плата сбора информации PCI-6023E (PCI-6024E)
А13	Реостат	323.2	2×0…100 Ом / 1 А
А15	Индуктивная нагрузка	324.2	220 В / 30…40 ВАр;
А16	Емкостная нагрузка	317.2	220 В / 30…40 ВАр;
Р1, Р2	Измеритель мощностей	507.2	15; 60; 150; 300; 600 В / 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 А.
Р3, Р4	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0...1000 В / 0...10 А / 0…20 МОм

Описание электрической схемы соединений

Для проведения опыта в работе используется аппаратура табл.2. Записать параметры, применяемого оборудования, представленные в табл.3.

Автотрансформатор А1 используется в качестве регулируемого источника синусоидального напряжения промышленной частоты.

Один из однофазных трансформаторов трехфазной трансформаторной группы А2 является испытуемым.

С помощью мультиметров блока Р1 контролируются ток и напряжение первичной обмотки испытуемого трансформатора.

С помощью измерителя Р2 контролируются активная и реактивная мощности, потребляемые испытуемым трансформатором.

Группы А13, А15, А16 представляют собой реостат, индуктивную и емкостную нагрузки.

Указания по проведению эксперимента

Режим работы под нагрузкой - это режим при включении активного сопротивления, емкости или индуктивности ко вторичной обмотке. Для проведения опыта в работе используется аппаратура (табл.2). Записать параметры, применяемого оборудования, представленные в табл.2.

Собрать схемы для испытания трансформатора при активной (рис.1а), индуктивной (рис.1б) и емкостной (рис.1в) нагрузках. Реостат А13 служит для регулирования тока нагрузки во вторичной обмотке испытуемого трансформатора.

С помощью измерителей Р1, Р2 контролируются активные и реактивные мощности соответственно первичной и вторичной обмоток трансформатора.

С помощью мультиметров блоков Р3, Р4 контролируются напряжения и токи соответственно первичной и вторичной обмоток испытуемого трансформатора.

• Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

• Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом "РЕ" автотрансформатора А1.

• Соедините электрическим шнуром приборную вилку электропитания «220В» автотрансформатора А1 с розеткой однофазной трехпроводной электрической сети питания напряжением 220 В.

• Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.

• Поверните регулировочную рукоятку автотрансформатора А1 в крайнее против часовой стрелки положение.

• В трехфазной трансформаторной группе А2 переключателем установите желаемое номинальное вторичное напряжение трансформатора, например, 127 В.

• Включите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р3, Р4 и автотрансформатора А1.

• Активизируйте мультиметры блока Р3, Р4, задействованные в эксперименте.

• Вращая регулировочную рукоятку автотрансформатора А1, выставьте напряжение U₁ на его выходе (выводах первичной обмотки испытуемого однофазного трансформатора) равным, например 220 В.

• Измерьте с помощью мультиметра блока Р1 напряжение U₂ на выводах вторичной обмотки испытуемого однофазного трансформатора.

• Отключите выключатели «СЕТЬ» блока мультиметров Р1 и автотрансформатора А1.

• Увеличивая нагрузку трансформатора А13, А15, А16 от холостого хода до номинального значения, записывают показания приборов в табл.3, 4, 5.

Таблица 3