Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова»

Лабораторная работа № 21, 24

по дисциплине : Электрические машины

Выполнила: студентка группы 1404001.62

Янсаитова Д.И.

Проверил: профессор, доктор технических наук

Сарваров А.С.

Магнитогорск 2014 г.

Лабораторная работа № 21 исследование однофазного трансформатора

1. Цель работы.

1. Исследование работы однофазного трансформатора в режимах холостого хода и активной нагрузки.

2. Получение рабочих характеристик.

3. Оценка свойств однофазного трансформатора из анализа полученных результатов.

2. Описание лабораторной установки.

Работа выполняется на универсальном стенде. Электрические схемы лабораторной установки показаны на рис. 7 и 8. Схемы собираются по­следовательно, с проведением соответствующих замеров и заполнением опытными данными таблиц.

При снятии внешней характеристики нагрузкой трансформатора яв­ляется активное сопротивление R_н (рис. 8). Выключатель B_н должен быть замкнут, изменяя R_н можно получить 4 значения сопротивления нагрузки.

3. Программа работы.

1. Ознакомиться с лабораторным стендом, выбрать необходимые приборы для выполнения работы в соответствии с электрической схемой.

2. Собрать электрическую схему опыта холостого хода по рис. 7

3. После проверки схемы преподавателем включить выключатель ВЗ. Увеличивая ЛАТРом напряжение на первичной обмотке U₁ от 0 до (1,1..,1,2) U_1ном, записать 8-12 значений показания приборов в табл. 1. (Паспортные данные трансформатора указаны на стенде.)

4. Провести опыт холостого хода при номинальном напряжении на первичной обмотке U₁=U_1ном. Результаты измерений записать в табл. 2.

Рис. 7. Схема опыта холостого хода

5. Собрать электрическую схему по рис. 8 для исследования трансформатора в нагрузочном режиме. Изменяя нагрузку трансформатора R_н, снять внешнюю и рабочие характеристики при U₁=U_1ном. Результаты занести в табл. 3. Первую запись показаний провести при отключенной нагрузке. Обратить особое внимание на изменение напряжения на вто­ричной обмотке трансформатора U₂.

Рис. 8. Электрическая схема для исследования трансформатора

в нагрузочном режиме

4. Обработка результатов эксперимента

1. По данным табл. 1 построить характеристику холостого хода транс­форматора U₁=f(I₁)_. Отметить точку номинального напряжения U₁=U_1ном.

2. По данным табл. 2 вычислить коэффициент трансформации n = U_{1 ном} /U_2x. Коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе cos φ_х = .

3. По данным табл. 3 определить коэффициент нагрузки β = . Коэффициент полезного действия η = . Коэффициент мощности трансформатора cos φ₁ = .

4. По данным табл. 3 построить на одном чертеже рабочие характе­ристики трансформатора U₂(β), I₁(β), η (β), cos φ₁ (β). При построении для каждой величины показать свою ось ординат и масштаб. Все характери­стики строить в равномерном масштабе, не прерывая осей.

5. Сделать вывод по результатам работы, дать анализ полученных характеристик.

5. Подготовка к работе.

Таблица 1

Экспериментальные данные опыта холостого хода

I1, мА	75	100	102	110	115	120	138	180	360	410
U1,В	50	90	100	110	120	130	140	160	220	230

Таблица 2

Данные характеристики холостого хода

Измерено				Вычислено
U1ном			U2х		n	1ном	cos φх
В	А	Вт	В		-	-	-
220	362	20	125		1,76	100,55	0,38

По данным табл. 2 вычислить коэффициент трансформации n = U_{1 ном} /U_2x. Коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе cos φ_х = .

n = U_{1 ном} /U_2x= 220/125 = 1,76

Коэффициент мощности при холостом ходе

cos φ_х = = = 0,38

По данным таблицы 1 построить характеристику холостого хода трансформатора U₁=f(I₁). Отметить точку номинального напряжения U₁=U_1ном.

Таблица 3

Данные нагрузочного режима

№ п/п	Измерено						Вычислено
	U1	I1		U2	I2		β	η	cos φ1
	В	А	Вт	В	А	Вт	-	-	-
1	220	0,36	200	125	0	0	0	0	2,52
2	220	0,5	250	130	0,6	75	0,18	0,3	2,27
3	218	1	300	125	1,4	160	0,43	0,53	1,37
4	218	1,5	400	120	2,1	250	0,65	0,62	1,22
5	218	2,7	600	115	4,1	440	1,28	0,73	1,01

По данным табл. 3 определить коэффициент нагрузки β = .

Коэффициент полезного действия η = .

Коэффициент мощности трансформатора cos φ₁ = .

Коэффициент полезного действия

η ₁ = = 0 β₁ = = = 0 cos φ₁ = = = 2,52

η ₂ = = 0,3 β₂ = = = 0,18 cos φ₂ = = = 2,27

η ₃ = = 0,53 β₃ = = = 0,43 cos φ₃ = = = 1,37

η ₄ = = 0,62 β₄ = = = 0,65 cos φ₄ = = = 1,22

η ₅ = = 0,73 β₅= = = 1,28 cos φ₅ = = = 1,01

По данным табл. 3 построить на одном чертеже рабочие характе­ристики трансформатора U₂(β), I₁(β), η (β), cos φ₁ (β).

Вывод: я исследовала работу однофазного трансформатора при режимах холостого хода и нагрузки, получила рабочие характеристики, оценила свойства однофазного трансформатора из анализа и полученных результатов.