Лабораторные работы №1-2 [Ишимбай] / Work_1,2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЛИАЛ В Г. ИШИМБАЙ

Кафедра АПП

Отчет по лабораторным работам №1,2

по предмету «Преобразователи энергии в системе управления

технологических процессов»

на тему: Изучение устройства трансформатора и

определение его параметров

Выполнил: студент гр. АТП-408

Шарипов Д.В.

Приняла: Елизарова Е.И.

Ишимбай 2007

Лабораторная работа №1,2

Изучение устройства трансформатора и определение его параметров.

Цель работы: изучение конструкции трансформатора, определение его составных частей и их назначения; определение параметров трансформатора по паспортным данным; определение изменения внешнего напряжения и КПД трансформатора от нагрузки.

План работы:

1. Изучить строение трансформатора. Определить активные и неактивные части, их назначения и материал изготовления. Дать общую характеристику предложенным трансформаторам. Определить тип магнитопровода и обмотки. Определить коэффициент трансформации (где это возможно) и схему соединения трехфазных обмоток.

2. Определить типы трансформаторов и ознакомиться с их подключением к трехфазной сети на примере схемы на технологическое оборудование «Станок 16К20».

3. Дать общую характеристику трансформаторам серии ОСМ.

Выполнение работы.

Для рассмотрения были предложены трансформаторы Г64.710.149, ОСМ1-0063У3, ТС-40-2, ТТ-0.063, ТПА 53504.

Все рассматриваемые трансформаторы являются силовыми, сухими, понижающими, маломощными, общего назначения. Активными частями у всех рассматриваемых трансформаторов являются сердечник и обмотка из медной проволоки. Неактивными частями являются выводы, шпильки и т.п. Обмотка для всех рассматриваемых трансформаторов является цилиндрической, концентрической, сосредоточенной.

Трансформатор Г64.710.149.

Тип магнитопровода – броневой, шихтованный. В шихтованных конструкциях стержни и ярма не являются отдельными элементами, а их пластины переплетаются (шихтуются) в смежных слоях. Магнитная система собирается из отдельных слоев, каждый из которых состоит из одной или нескольких пластин, уложенных в слое встык. Ш-образные пластины выполнены из электротехнической стали. Пакет пластин стянут шпильками. Схематично магнитопровод трансформатора Г64.710.149 изображен на рисунке 1.

Рисунок 1

Некоторые параметры обмоток трансформатора приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры обмоток для трансформатора Г64.710.149

№ обмотки	Количество витков	U, Вольт
I	3050	380
II	один слой	-
III	190	12.5
IV	190	19.5
V	240	17.5

Определим коэффициенты трансформации:

Трансформатор ОСМ1-0063У3.

Тип магнитопровода – броневой. Схематично магнитопровод трансформатора ОСМ1-0063У3 изображен на рисунке 2.

Рисунок 2

Коэффициент трансформации

Трансформатор ТС-40-2.

Тип магнитопровода – однофазный стержневой. Схематично магнитопровод трансформатора ТС-40-2 изображен на рисунке 3.

Рисунок 3

Трансформатор ТТ-0.063.

Тип магнитопровода – трехфазный стержневой. Схематично магнитопровод трансформатора ТТ-0.063 изображен на рисунке 4.

Рисунок 4

Коэффициент трансформации

Схема соединения трехфазных обмоток – Y-Y/0.

Трансформатор ТПА 53504.

Тип магнитопровода – трехфазный стержневой. Схематично магнитопровод трансформатора ТПА 53504 изображен на рисунке 4.

Определим коэффициенты трансформации:

Схема соединения трехфазных обмоток представлена на рисунке 5.

Рисунок 5

На предложенной схеме на технологическое оборудование «Станок 16К20» были изображены три трансформатора, обозначенные TV1, TV2 и TV3. Из перечня элементов на технологическое оборудование «Станок 16К20» были найдены следующие пояснения.

TV1.

Трансформатор ОСМ1-0.63У3 380/5-22-220/24. Используется для местного освещения (24В) и питания устройства числового программного управления (УЧПУ) (220В).

TV2.

Трансформатор ОСМ1-0.4У3 380/5-22-110/24. Используется для питания цепей управления (110В).

TV3.

Трансформатор ТТ-0.25У3 380/19. Используется для питания цепей управления (19В).

Схемы включения данных трансформаторов показаны на рисунке 6.

Рисунок 6

Трансформаторы серии ОСМ, как было отмечено выше, предназначены для питания цепей управления, местного освещения, сигнализации и автоматики.

Структура условного обозначения ОСМ-Х:

О – однофазный;

С – сухой;

М – многоцелевого назначения;

Х – номинальная мощность, кВ·А

На рисунке 7 представлены схемы соединения обмоток трансформаторов серии ОСМ.

а – для питания цепей управления, сигнализации, местного освещения;

б – для питания выпрямителей, цепей управления;

в – для питания цепей местного освещения или цепей управления;

г – для работы в цепях динамического торможения

Рисунок 7

Номинальная мощность для трансформаторов серии ОСМ лежит в пределах 0.063-1 кВ·А. Наиболее распространенная номинальная мощность для трансформаторов серии ОСМ: 12, 14, 36, 42, 110, 220 В.

С увеличением мощности трансформатора серии ОСМ ток холостого хода уменьшается, напряжение короткого замыкания также уменьшается, но масса-габаритные размеры увеличиваются.

Согласно цели работы необходимо определить изменение внешнего напряжения и КПД трансформатора от нагрузки.

Согласно варианту были получены следующие исходные данные, приведенные в таблице 2.

Таблица 2 – Исходные данные

Тип	ТМ-6301/6
Sном, кВ·А	630
Uвн , кВ	6
Uнн , кВ	0.23
P0 , кВт	1.31
Pк, кВт	7.6
Uк, %	5.5
I0, %	2.5
cos φ0	0.8

Электрическая схема замещения представлена на рисунке 8.

Рисунок 8

Необходимо определить: z_к, x_с, r_к, U_1ном, U_2ном, I_1ном, I_2ном, I₀, U_к, z₁, r₁, x₁, z₂, r₂, x₂, z_м, x_м, r_м, n_1,2. Построить графики зависимости КПД η от нагрузки β и зависимости внешнего напряжения U₂ от нагрузки β.

Расчеты были произведены в пакете MathCad 2001 Pro. Ниже приведены расчетные формулы и результаты вычислений.

Для построения зависимости КПД η от нагрузки β нужно использовать формулу:

График зависимости η=f(β), полученный в пакете MathCad, изображен на рисунке 9. На рисунке 10 также изображена зависимость η=f(β), но в увеличенном масштабе.

Рисунок 9

Рисунок 10

Для построения зависимости внешнего напряжения U₂ от нагрузки β нужно использовать формулу:

График зависимости U₂=f(β), полученный в пакете MathCad, изображен на рисунке 11.

Рисунок 10

Вывод.

В результате выполнения данной работы:

• изучили строение трансформаторов Г64.710.149, ОСМ1-0063У3, ТС-40-2, ТТ-0.063, ТПА 53504. Определили активные и неактивные части, их назначения и материал изготовления. Дали общую характеристику предложенным трансформаторам. Определили тип магнитопровода и обмотки, а также коэффициент трансформации (где это возможно) и схему соединения трехфазных обмоток;

• определили типы трансформаторов и ознакомились с их подключением к трехфазной сети на примере схемы на технологическое оборудование «Станок 16К20», определили их назначение;

• произвели расчет параметров трансформатора ТМ-6301/6. Построили график зависимости КПД η от нагрузки β, а также график зависимости внешнего напряжения U₂ от нагрузки β.