Министерство Образования Российской Федерации

Вологодский Государственный Технический Университет

Кафедра электротехники

Лабораторная работа № 1

Исследование режимов однофазного трансформатора

Выполнили: Волков Е.В.

Гриценко И.

Ганин Н.

Группа: МТ-11

Проверил: доцент к.т.н. Старкова Л.Е.

Вологда

2013

Лабораторная работа № 1

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

1. Цель работы.

Ознакомление с устройством трансформатора. Опытное определение параметров трансформатора. Опытное снятие характеристик холостого хода и эксплуатационных характеристик. Расчет эксплуатационных характеристик по параметрам трансформатора.

2. Теоретические сведения

Трансформатор – статический электромагнитный аппарат, действие которого основано на явлении взаимной индукции. Он предназначен для преобразования электрической энергии переменного тока с параметрами U₁ и I₁ в энергию переменного тока с параметрами U₂ и I₂ той же частоты. Конструктивно трансформатор состоит из замкнутого ферромагнитного магни-топровода, собранного из отдельных листов электротехнической стали, на котором расположены две обмотки, выполненные из медного или алюминиевого провода. Обмотку, подключенную к источнику питания, принято называть первичной, а обмотку, к которой подключены приемники (нагрузка), - вторичной.

Переменный магнитный поток, возбужденный в магнитопроводе, наводит в обмотках трансформатора э.д.с., действующие значения которых

, ,

где - частота переменного тока;

- число витков обмотки;

- амплитуда магнитного потока.

Если цепь вторичной обмотки трансформатора разомкнута (режим холостого хода), то напряжение на зажимах обмотки равно ее э.д.с.: ; а напряжение источника питания почти полностью уравновешивается э.д.с. первичной обмотки: .

Если к вторичной обмотке, полное сопротивление которой Z₂, присоединен приемник, то во вторичной цепи возникает ток I₂ , а на зажимах приемника установится напряжение . Это напряжение зависит от параметров приемника и может быть определено по внешним характеристикам трансформатора.

Наминальные параметры трансформатора.

U1н= 220 В I1н=0,455 А Sн= 100 В

U2н= 40В I2н=2,5 А - нагрузка

cos φ 1=1 = I2

I2н

3. Методика измерений

Различают два режима работы трансформатора: режим холостого хода, режим короткого замыкания.

Для определения параметров и эксплуатационных электрических величин проводят анализ режимов работы трансформатора.

4. Программа выполнения работы.

4.1. Записать паспортные данные оборудования и используемых приборов, в том числе и номинальные данные испытуемого трансформатора

Номинальная мощность связана с напряжениями и током формулами:

или

4.2. Собрать схему, изображенную на рис. 1 и снять характеристики холостого хода трансформатора:

Следует иметь ввиду, что допустимый верхний предел повышения напряжения при холостом ходе U₁₀ равен 1,1U_1н. Данные эксперимента записывать в таблицу по форме 2. По данным измерения произвести соответствующие вычисления.

4.3. Собрать схему, изображенную на рис. 2, и произвести измерения. Следует учесть, что при опыте к.з. вторичная обмотка трансформатора замыкается накоротко, а к первичной подводится пониженное напряжение U_1К, но токи при этом в первичной и вторичной обмотках будут равны номинальным.

Для понижения напряжения пользуются ЛАТРом. Последний устанавливают в нулевое положение, затем увеличивают напряжение до значения ~5% от номинального напряжения U_1к ≈ 0,05U_1н.

Данные опыта и результаты вычислений занести в таблицу по форме 3.