Лабораторная работа №4 Однофазный трансформатор
Цель работы: Изучить устройство и принцип работы однофазного трансформатора; рассчитать параметры его схемы замещения, получить рабочие характеристики.
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Трансформаторы – электромагнитные статические преобразователи электрической энергии. Основное назначение трансформаторов – изменять напряжение переменного тока, но также применяются для преобразования числа фаз и частоты.
По числу фаз трансформаторы делятся на однофазные, двухфазные, трёхфазные и многофазные. Силовые трансформаторы выпускаются в основном в трёхфазном исполнении.
Трансформаторы имеют две или более обмоток, индуктивно связанные между собой. Обмотки, потребляющие энергии из сети, называются первичными; обмотки, отдающие электрическую энергию потребителю (нагрузке) – вторичными. В зависимости от соотношения величин напряжений на первичной и вторичной обмотках, трансформаторы делятся на повышающие и понижающие. В повышающем трансформаторе напряжение на первичной обмотке меньше, чем на вторичной, в понижающем – наоборот.
Трансформаторы, имеющие одну первичную и одну вторичную обмотку на каждую фазу, называются двухобмоточными. Также широко распространены трёхобмоточные трансформаторы, имеющие на каждую фазу по три обмотки.
Конструктивно трансформаторы делятся масляные и сухие. В масляных магнитопровод (сердечник) с обмотками находится в баке, заполненном трансформаторным маслом, которое является хорошим изолятором и охлаждающим агентом. Масло горюче и при нарушении герметичности бака может повредить другое оборудование. Сухие трансформаторы охлаждаются воздухом.
Широкое распространение также получили автотрансформаторы, в которых имеется электрическая связь между первичной и вторичной обмотками, что позволяет передать мощность двумя путями: магнитным и электрическим. Автотрансформаторы строятся на большие мощности и высокие напряжения и применяются в энергосистемах, а также используются для регулирования напряжения в установках небольшой мощности. Например, при выполнении лабораторных работ на учебных стендах для регулировки подаваемого напряжения используется ЛАТР – Лабораторный АвтоТрансформатоР.
Простейший однофазный трансформатор состоит из магнитопровода, на котором расположены две независимые обмотки: первичная и вторичная. Магнитопровод выполнен из тонких листов электротехнической стали изолированных друг от друга.
Переменный магнитный поток, созданный в магнитопроводе трансформатора переменным током первичной обмотки, наводит в обеих обмотках ЭДС, действующие значения которых:
где 
– угловая частота, рад/с,
– частота сети,
– число витков первичной и вторичной
обмоток трансформатора соответственно,
– амплитуда магнитного потока в
магнитопроводе трансформатора, Вб.
Электрические схемы замещения с 141 Бессонов
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ №4
Перепишите в табл. 4.1 указанные на корпусе испытуемого трансформатора номинальные данные.
Таблица 4.1
Sн, ВА |
f, Гц |
U1н, В |
U2н, В |
I1н, A |
I2н, A |
uк, % |
ΔРст, Вт |
ΔРм, Вт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Величину номинального тока первичной обмотки I1н необходимо рассчитать на занятии для последующего использования в опыте короткого замыкания.
Перед началом работы со стендом проверьте, что автомат под столешницей отключён (находится в нижнем положении).
Для измерения входного напряжения U, тока в цепи I и потребляемой активной мощности Р применяется измерительный комплект К505 (см. прил. 2).