Методы / МУ к выполнению лабораторных работ

диаграмме эти точки должны быть совмещены. Точка b строится следующим образом. Строится окружность радиусом, равным EBb с центром в точке B. Да-

лее строится еще одна окружность радиусом, равным ECb с центром в точке С.

Точкой пересечения этих окружностей и является точка b, которая находится на расстоянии Eab от точки a. Аналогичным образом строится точка c, которая на-

ходиться на расстоянии Eca от точки а. По углу сдвига между одноименными

линейными ЭДС определяется группа соединения (в рассматриваемом случае

Y/ Y – 0).

Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов могут образовывать группы:

Y/Y, / , /Z образуют четные группы: 0, 2, 4, 6, 8, 10;

Y/ , /Y, Y/Z образуют нечетные группы: 1, 3, 5, 7, 9, 11.

При построении векторных диаграмм необходимо руководствоваться следующими правилами. Направление намотки всех обмоток считается одинаковым; векторы ЭДС обмоток ВН и НН, расположенные на одном стержне, совпадают по фазе, если в рассматриваемый момент времени ЭДС этих обмоток направлены к одноименным выводам, а если наоборот, то сдвинуты на

180 .

Трехфазные трансформаторы с соединением обмоток Y/Y, / , /Z образуют группы 0 и 6, с соединением обмоток Y/ , /Y, Y/Z – группы 11 и 5, если на каждом стержне магнитопровода размещены одноименные фазы.

Если у одной из стороны, например НН, сделать перемаркировку (не изменяя самих соединений) обозначений выводов (без изменения самих соединений): вместо a – b – c сделать с – a – b и затем b– c – a, то можно получить из группы 0 соответственно группы 4 и 8, из группы 6 – группы 10 и 2; из группы 11 – группы 3 и 7, из группы 5 – группы 9 и 1.

В России стандартизованы трехфазные трансформаторы Y/Yн – 0, Yн/ 11 и Y/Zн – 11; однофазные 1/1 – 0.

Убедившись, что оба трансформатора принадлежат к одной группе, делается заключение о возможности включения их на параллельную работу.

Предположим, что два трансформатора, одинаковые по своим параметрам, но имеющие разные группы соединения обмоток включены на параллельную работу. Пусть первый трансформатор имеет группу соединения Y/Y – 0, а второй Y/ 11. Тогда векторы линейных ЭДС вторичных обмоток будут сдвинуты на угол 30 , геометрическая сумма линейных ЭДС вторичных обмо-

трансформаторы могут выйти из строя.

Рис.8 – Схема параллельного включения трансформаторов

Параллельная работа трансформаторов

Собирается схема по рис.8. Следует опытным путем проверить соответствие маркировки. Для этого необходимо измерить напряжение между одно-

именными зажимами вторичных обмоток трансформаторов:U aa1 , U bb1 , U cc1 .

Одну пару одноименных выводов, например a – a1 соединить перемычкой. Если маркировка определена правильно, то напряжение между одноименными зажимами будет равно нулю, а между разноименными, например между a и b1 U 2 Í .После этого рубильник «П» можно замкнуть.

При снятии внешней характеристики следует изменять величину сопротивления нагрузки во вторичной цепи трансформаторов. Измерения производят в 5 – 6 точках, начиная от х.х. до 1,25 I 2 .

Суммарный ток нагрузки

Содержание отчета

В отчете необходимо представить:

1.паспортные данные трансформаторов и электроизмерительных приборов;

2.схемы, по которым проводились лабораторные исследования, таблицы измеряемых величин;

3.коэффициенты трансформации и процентное расхождение между ними;

4.номинальные напряжения к.з. и процентное расхождения между ними;

5.топографические векторные диаграммы для определения группы соединения обмоток трансформаторов (если сначала группы окажутся разными, то следует построить все полученные диаграммы, и указать, что нужно сделать для изменения группы).

вывающееся на полученных данных (коэффициенты трансформации, напряжения к.з., значения токов I 2I , I 2 II ; если какое-либо условие не выполняется, то

следует указать влияние этого обстоятельства на внешние характеристики и распределение нагрузки между трансформаторами).

Вопросы для самоконтроля

1.Что называется группой соединения трансформаторов?

2.С какой целью трансформаторы включают на параллельную работу?

3.От чего зависит группа соединения трансформатора?

4.Сформулировать условия включения трансформаторов на параллельную работу.

5.Как перейти от одной группы соединения к другой?

6.Что произойдет если включить на параллельную работу трансформаторы:

При разных k?

При разных значениях напряжения короткого замыкания?

При разных группах соединения?

7.Что произойдет при включении трансформаторов на параллельную нагрузку, если параллельно включены не одноименно-полярные зажимы?

8.Как практически определить одноименно-полярные зажимы?

9.Как распределяется нагрузка между трансформаторами различной мощно-

сти?

10.Как определить k в трехфазном трансформаторе при соединении обмоток по схеме Y/Y и Y/ ?

Лабораторная работа №3

Исследование трехобмоточного однофазного трансформатора малой мощности

Многообмоточные трансформаторы малой мощности (ТММ) используются в схемах питания радиоустройств, полупроводниковых и электронных приборов, в схемах автоматики и связи, устройств вычислительной техники. Многообмоточные трансформаторы заменяют несколько двухобмоточных, поэтому они экономичнее, имеют меньшие габариты и вес. От двухобмоточных трансформаторов они отличаются тем, что на стержне магнитопровода, обычно броневого типа, размещается одна первичная и несколько вторичных обмоток, выполненных на разные напряжения. Номинальной мощностью многообмоточного трансформатора называется мощность наиболее мощной его обмотки (ГОСТ 16110-82), обычно это первичная обмотка.

Основные сведения о работе трансформатора в режимах холостого хода, короткого замыкания и под нагрузкой приведены в «Исследовании однофазного трансформатора» (с.).

Цель работы – ознакомиться с устройством и работой однофазного трехобмоточного трансформатора в режимах х.х., к.з. и при непосредственной нагрузке.

Программа работы

1.Произвести опыт х.х. По данным опыта вычислить коэффициенты трансформации k12 , k13 ,k23 , ток холостого хода i0 и cos0 .

2.Произвести опыт к.з. По данным опыта вычислить напряжение к.з. uK

иcosK .

3. Исследовать работу трансформатора под нагрузкой. Снять и построить внешние характеристики трансформатора U 2 (I2 ), U3 (I3 ) при различных схемах включения вторичных обмоток трансформатора. Определить КПД и построить зависимость (P2 ) .

Опыт холостого хода

Для определения параметров трансформатора собирается схема без вольтметров во вторичных обмотках (рис. 9). Для маломощного трансформатора вольтметры являются нагрузкой и поэтому не позволяют произвести опыт х.х. без значительной погрешности. Мощность, потребляемая трансформатором в этом опыте, представляет собой потери в магнитопроводе. Коэффициент мощности имеет низкое значение, т.к. ток, потребляемый из сети, имеет в основном реактивный характер. К первичной обмотке трансформатора подводится номинальное напряжение, записываются значения тока х.х. и потребляемой мощности в табл.9.

По результатам опыта рассчитывают коэффициент мощности и процент-

измеряют напряжения вторичных обмоток и определяют значения коэффициентов трансформации. Все данные заносят в табл. 10.

Опыт короткого замыкания

Трансформаторы малой мощности имеют повышенное напряжение короткого замыкания (до 12%) за счет увеличения активной составляющей. Поэтому активная нагрузка вторичных обмоток вызывает большое изменение напряжения, чем реактивная.

Для определения параметров к.з. трансформатора собирается схема рис.10.

К первичной обмотке подводится пониженное напряжение, при котором ток в первичной обмотке равен номинальному. Записывают величину подве-

денного напряжения, значение тока короткого замыкания и потребляемой мощности. Определяют коэффициент мощности cos PK /U K I K и величину но-

минального напряжения к.з. uK 100 U K /U1H .

Данные записывают в табл.11. Мощность, потребляемая трансформатором в этом опыте, представляет собой в основном потери в обмотках трансформатора. В токе к.з. преобладает активная составляющая, поэтому коэффициент мощности высокий.

Работа трансформатора под нагрузкой

При работе трансформатора под нагрузкой снимают внешние характеристики U 2 (I2 ),U3 (I3 ) при U1H const, cos 2 const. В трехобмоточном

трансформаторе под нагрузкой может оказаться любая из двух вторичных обмоток или могут быть включены под нагрузку обе вторичные обмотки.

Для проведения опыта собираются поочередно схемы рис.10 (а, б, в).

Для каждой схемы при проведении опыта изменяют нагрузку на вторичной (или на вторичных) обмотках от 0 до 1,5 I H . При этом необходимо записать

координат. Аналогично, в одной системе координат, строятся характеристики б)U3 (I3 ) и в) U3 (I3 ).

Изменение вторичного напряжения при переходе трансформатора от режима х.х. к режиму номинальной нагрузки выражают в процентах от номинального напряжения, за которое в трансформаторе принимают напряжение холостого хода:

U 2 U 2 H U 2 100%;

U 2 H

U3 U3H U3 100%,

U3H

где U2 ,U3 вторичные напряжения, соответствующие номинальным токам во

вторичных обмотках трансформатора.

Для режима работы, при котором нагружены обе вторичные обмотки, значение КПД трансформатора рассчитывают косвенным методом по формуле

Полученные значения сравнивают с КПД трансформатора при непосредственной нагрузке.

Содержание отчета

В отчете привести:

1. Паспортные данные трансформатора и электроизмерительных прибо-

ров.

2.Схемы, по которым проводились опыты и таблицы измеренных и вычисленных величин.

3.Значения КПД трансформатора, определенные экспериментально и косвенными методами.

4.Рассчитанные значения процентного изменения напряжения.

5.Внешние характеристики трансформатора при различных соединениях вторичных обмоток, построенные на одном графике.

Вопросы для самоконтроля

1.Принцип действия трансформатора.

2.Почему при изменении нагрузки трансформатора изменяется ток в первичной обмотке?

3.Каковы достоинства и недостатки трехобмоточного трансформатора?

4.Почему в ТММ изменение напряжения под нагрузкой больше, чем у трансформатора большой мощности?

5.Преимущества и недостатки различных способов расположения обмоток на стержне магнитопровода.

а)

б)

в)

Рис.9 – Схемы включения трансформатора

Лабораторная работа №4

Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Цель работы – ознакомление с практическими способами маркировки выводов обмоток статора асинхронного двигателя, с одним из способов пуска такого двигателя: путем переключения обмоток статора со «звезды» на «треугольник», и исследование рабочих характеристик асинхронного двигателя при подключении его на номинальное и пониженное напряжение.

Программа работы

1.Определить начала и концов фаз обмоток статора двигателя.

2.Осуществить пуска двигателя (без подключения измерительных приборов).

3.Включив амперметр в линейный провод, зарегистрировать величины пусковых токов при пуске электродвигателя переключением фазных обмоток со «звезды» на «треугольник», и при прямом пуске, когда обмотки соединены по схеме «треугольник».

4.Снять рабочие характеристики двигателя

при номинальном и пониженном в 3 раз напряжении на фазах обмотки статора. Произвести сравнение этих характеристик и установить влияние на них понижения напряжения.

вольтметра, включенного последовательно с предполагаемыми выводами фазы (рис.10). Отклонение вольтметра до величины напряжения сети указывает на то, что выводы определены правильно. После этого приступают к определению одноименных выводов (начал и концов) фазовых обмоток статора. Правильная маркировка одноименных выводов является необходимым условием для получения кругового вращающегося магнитного поля, необходимого для нормаль-