Снятие внешней характеристики

• Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электро­питания и выключены автоматические выключатели в однофазном источнике питания G1.

• Соберите схему по рис. 6.

• Поверните регулировочную рукоятку автотрансформатора А1 в крайнее против часовой стрелки положение.

• Установите на трансформаторе А2 переключатель вторичного напряжения на 230 В.

• Установите наибольшее сопротивление (2000 Ом) блока А13.

• Включите автоматические выключатели однофазного источника питания G1.

• Включите выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

• Включите мультиметры блока Р1.

• Поворачивая регулировочную рукоятку автотрансформатора А1, установите на первичной обмотке трансформатора А2 напряжение 230 В по вольтметру Р1.3. Поддерживайте это напряжение в последующих измерениях.

Рис.6. Схема соединений для снятия внешней характеристики

• Увеличивая сопротивления (уменьшая ток), снимите внешнюю характеристику вплоть до нулевого тока, записывая показания вольтметра и амперметра во вторичной обмотке в таблицу 4.

• Выключите автоматические выключатели однофазного источника питания G1 и выключатели «СЕТЬ» блоков, задействованных в эксперименте.

Таблица 4 – Внешняя характеристика

U1 = В, вид нагрузки

U2,В
I2, А

• Используя данные таблицы 4, постройте внешнюю характеристику U₂=f( I₂), рис.7.

Рис.7. Внешняя характеристика трансформатора

Теоретические расчёты и построения

1. Рассчитайте сопротивления холостого хода трансформатора по данным опыта холостого хода в омах и в относительных единицах:

Z0 = U1н / I₀н, R0 = P₀н / I²₀н, ;

Z0* = Z0 / Zбаз , R0* = R0 / Zбаз, Х0*= Х0 / Zбаз,

где Zбаз = U1н / I1н – базисное сопротивление.

Рассчитанные сопротивления связаны с сопротивлениями схемы замещения (рис.7) выражениями , , Х_o = Х₁+ Х.

Учитывая, что сопротивления намагничивающей ветви в сотни и тысячи раз больше сопротивления первичной обмотки, считают:

Zo ≈ Zμ, Ro ≈ Rμ, Х_o ≈ Хμ.

2. Рассчитайте сопротивления короткого замыкания по данным опыта короткого замыкания в омах и в относительных единицах:

Zк = Uкн / I1н, Rк = Pкн / I²1н, .

Zк* = Zк / Zбаз , Rк* = Rк/ Zбаз, Хк*= ХК / Zбаз.

Сопротивления обмоток, потери короткого замыкания и напряжение короткого замыкания согласно ГОСТ 3484.1-88 следует привести к расчётной условной температуре Θ_р= 75⁰С для изоляции класса А, Е, В по формулам:

, ,

,

,

где t₀ − температура окружающей среды во время опыта (можно принять 20^oС).

3. Напряжение короткого замыкания в процентах от номинального:

u_к% = 100U_кн75 / U1н.

Оно обычно находится в пределах 5 – 15%.

Напряжение короткого замыкания и его составляющие в относительных единицах равны соответствующим сопротивлениям короткого замыкания в относительных единицах u_к* = Z_к* , u_ка* = R_к* , u_кr* = X_к* .

4. Определите по внешней характеристике изменение напряжения в относительных единицах:

.

5. Изобразите полную и упрощённую схемы замещения трансформатора с указанием численных значений параметров в относительных единицах, рис.8.

Рис.8. Полная (а) и упрощённая (б) схемы замещения трансформатора