Тема 2: Трансформаторы Лабораторная работа №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

МАЛОЙ МОЩНОСТИ

1 Общие сведения

В отличие от трехфазных трансформаторов, однофазные имеют более простую конструкцию. В понижающем трансформаторе первичная обмотка подключается к однофазной питающей сети. Вторичная обмотка (или несколько обмоток) соединена с однофазной нагрузкой. В данной работе нагрузкой является реостат.

Параметры трансформатора определяются посредством опытов холостого хода (х.х.), короткого замыкания (к.з.) и включения под нагрузкой. По результатам опытов рассчитываются активные и реактивные сопротивления обмоток и ветви намагничивания. Кроме того, определяются напряжение к.з. и его активная и реактивная составляющие.

Особенностью трансформаторов малой мощности являются более высокие активные и низкие реактивные сопротивления обмоток, чем у трансформаторов большой мощности.

2 Цель и программа работы

2.1 Цель работы

Исследование характеристик трансформатора малой мощности по опытам холостого хода, короткого замыкания и нагрузки. Изучение методики приведения параметров вторичной обмотки к первичной. Расчет изменения вторичного напряжения аналитически и по внешней характеристике.

2.2 Программа работы

• провести опыт х.х. при номинальном первичном напряжении;

• провести опыт к.з. при пониженном первичном напряжении;

• снять внешнюю характеристику при активной нагрузке;

• рассчитать параметры схемы замещения, а также полное напряжение к.з. и его активную и реактивную составляющие;

• построить внешнюю характеристику и рассчитать изменение вторичного напряжения при номинальном вторичном токе.

3 Теоретические сведения

3.1 Опыт холостого хода

Электрическая схема трансформатора в режиме холостого хода и его схема замещения приведены, соответственно, на рисунках 1 и 2. По показаниям приборов можно определить модуль полного сопротивления, а также активное и реактивное сопротивления холостого хода. Сопротивления рассчитываются по формулам:

; (1)

; (2)

, (3)

где – первичное напряжение х.х., равное номинальному, В;

– ток х.х., А;

– мощность, потребляемая из сети при х.х., Вт;

– полное сопротивление первичной цепи при х.х., Ом;

– полное сопротивление первичной обмотки, Ом;

– полное сопротивление цепи намагничивания, Ом;

– активные составляющие сопротивлений, соответственно, первичной цепи при х.х., первичной обмотки, цепи намагничивания, Ом;

– реактивные составляющие сопротивлений, соответственно, первичной цепи при х.х., первичной обмотки, цепи намагничивания, Ом.

Рисунок 1 – Схема опыта при х.х. трансформатора

Из опыта х.х. можно определить коэффициент трансформации:

, (4)

где U₂₀ – вторичное напряжение при х.х., В.

Рисунок 2 – Схема замещения при х.х. трансформатора

Величина коэффициента мощности при х.х. рассчитывается по фор-муле:

, (5)

Так как ток холостого хода в силовых трансформаторах величина незначительная, то можно принять, что потребляемая из сети мощность идет на компенсацию потерь в стали. На основании этого, а также учитывая, что поток взаимной индукции значительно больше потока рассеяния первичной обмотки и , можно принять ; ; .

Относительную величину тока х.х. определяют по формуле:

, (6)

где – первичный номинальный ток, А.