Добавил:

PRO_SANYA все ссылки-вк: vk.com/id326771771 vk.com/a777big vk.com/a.arefyev0 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Томский Политехнический Университет

Предмет:

Электрические машины

Файл:

ЛАБЫ ВСЕ ПРИНЯТЫ / 1 лб

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

27.02.2023

Размер:

1.41 Mб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙТОМСКИЙПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»

Школа базовой инженерной подготовки Отделение общетехнических дисциплин

«ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХОБМОТОЧНОГО ТРЕХФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПРИ СИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКЕ»

Отчет по лабораторной работе

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 1

по дисциплине:

ЭМиА

Исполнитель:
студенты	5А06	Сергеев Алексей Сергеевич	24.09.2022
	5А06	Сергеев Алексей Сергеевич	24.09.2022
		Арефьев Александр Владимирович
Руководитель:
К.т.н. доцент		Бейерлейн Евгений Викторович

Томск – 2022

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить основные элементы конструкции, принцип действия трансформатора; провести опыты холостого хода и короткого замыкания; исследовать эксплуатационные характеристики.

ОПЫТ ХОЛОСТОГО ХОДА

Холостой ход трансформатора – работа трансформатора при номинальном напряжении номинальной частоты U1Н на первичной обмотке и отсутствие тока во вторичной обмотке.

Результаты опыта холостого хода

№		Измерения									Расчёты
№	U1	U20		I0		P0Ф			Po		cos	K 1.9
п/п	U1	U20		I0		P0Ф			Po		cos	K 1.9
п/п	В	В		А		Вт			Вт		-	IОН	0.025A
	В	В		А		Вт			Вт		-
1	115	60	0.025			0.21			0.63		0.073
1	115	60	0.025			0.21			0.63		0.073	iОН	1.25%
2	90	50	0.02			0.15			0.45		0.076	iОН	1.25%
2	90	50	0.02			0.15			0.45		0.076	PОН	0.64Вт
3	60	30	0.015			0.06			0.18		0.067	PОН	0.64Вт
3	60	30	0.015			0.06			0.18		0.067	cos ОН 0.073
4	33	15	0.01			0.02			0.06		0.055	cos ОН 0.073
4	33	15	0.01			0.02			0.06		0.055
				I1Н 2A ,U1Н 127В.
Определение коэффициента трансформации.
				K	U1		115B	1.9;
				K	U 20		60B	1.9;
					U 20		60B
где:U 1	– фазное значение напряжение в первичной обмотке;
U 20 – фазное значение напряжение во вторичной обмотке.
Oпределение коэффициента мощности.
		cos 0		Pоф			0.21Вт			0.073;
		cos 0								0.073;
				U1 I0		115В 0.025А

где: Pоф – активная мощность фазы, потребляемая при холостом ходе;

U1 , I0 – фазные значения напряжения и тока в первичной обмотке.

Используя	построенные					характеристики холостого хода I0 f (U1 ),
P0 f (U1 ), cos ОН f (U1 )				определим номинальные значения тока холостого
хода IОН , мощности PОН , коэффициент мощности cos ОН .
Номинальное значение тока холостого хода.
		i			IОН	100%	0,025А	100% 1.25%
			ОН
					I1Н		2А

Х а р а к т е р и с т и к и х о л о с т о г о х о д а :
I0 f (U1 ),	I 2 0,	f1 const.

Рис. 1 Зависимость тока холостого хода от напряжения

Характеристика имеет нелинейный вид, причем при росте напряжения изза насыщения сердечника, Хм уменьшается, вследствие чего I0 растет быстрее

U 1 , но вначале характеристика линейна.

P0 f (U1 ), I 2 0, f1 const.

Рис. 2 Зависимость мощности от напряжения

rм , xм

Потери холостого хода P				изменяются примерно пропорционально				U 2
			0					1
такой закон изменения P0			следует из того, что магнитные потери в сердечнике
при f	1	const пропорциональны		В2 , а т.к. В ~Ф	т	~U , то следовательно,	P ~U 2 .
	1				т		0	1
cos 0 f (U1 ), I 2 0, f1			const.

Рис. 3 Зависимость cos(ф) от U1

Определение параметров схемы замещения при холостом ходе

Схема замещения при холостом ходе

r1 - активное сопротивление фазы первичной обмотки.

x 1 - индуктивное сопротивление рассеяние фазы первичной обмотки.

- активное и индуктивное сопротивление ветви намагничивания.

По результатам опыта холостого хода для U1 U1Н можно найти:

Z Z			U1		115В	4600(Ом) ;
	м
1			IОН		0,025А

r r		PОН			1.43Вт		816(Ом) ;

1 м		3IОН2		3 0,0252

так как Z м >> Z1 и rм >> r1 , то можно считать


Z м			U1		4600(Ом) ;
Z м			IОН		4600(Ом) ;
			IОН
r			PОН		816(Ом) ;
r		3I 2			816(Ом) ;
м		3I 2
				ОН

x	м			Z 2	r2 46002	8162	4527(Ом)
	м			м	M

Опыт короткого замыкания

Короткое замыкание – аварийное состояние трансформатора, потому что при замкнутой накоротко вторичной обмотке, номинальное напряжение первичной обмотки вызывает протекание в обеих обмотках токов в десятки раз превышающих номинальные.

Схема опыта короткого замыкания

Таблица №2. Результаты опыта короткого замыкания

		Измерения			Расчеты
№
№	U1k	I1k	Pкф	Pк	cos к
п/п	U1k	I1k	Pкф	Pк	cos к
п/п
	В	А	Вт	Вт	-

1	11	2,25	16	48	0,65
						U K 8,7%
2	9,5	2	12,5	37,5	0,66	U K 8,7%
						PКФ 16Вт
3	8	1,75	9,2	27,6	0,66	PКФ 16Вт
3	8	1,75	9,2	27,6	0,66	cos K 0.65
						cos K 0.65
4	7	1,5	7	21	0,67	U1КН 11В

5	4,5	1	3	9	0,67

U К %	U1К		100%		11		100% 8,7%
U К %			100%				100% 8,7%
	U1Н			127
cos К			PКФ			16		0.65
cos К		U1К I1К			16 * 2,5			0.65
		U1К I1К			16 * 2,5

Характеристики короткого замыкания

IK = f(U1K)

Рис. 4 Зависимость Ik от U1

Так как индуктивное сопротивление x1 и x2' определяются потоками рассеяния, которые в основном замыкаются по воздуху или маслу, то можно

принять, что x	К1	x	x' const .	Активные сопротивления обмоток r	и r
	К1	1	2	1		2
также постоянны. Поэтому и				Z К const .Отсюда, следует, что I1К		U1К
также постоянны. Поэтому и				Z К const .Отсюда, следует, что I1К		Z К
						Z К
,зависимость I1К		f (U1R ) должна иметь линейный характер. (магнитная цепь
трансформатора не насыщена.

PK = f(U1K)

Рис. 5 Зависимость Pk от U1

Потери при коротком замыкании PК m1 I12К rК . Так как I1К ~ U1К , то потери будут пропорциональны U12К :

Потери короткого замыкания PК состоят из основных электрических потерь в обмотках и добавочных потерь от вихревых токов в обмотках, крепежных деталях, а в масляных трансформаторах еще и в стенках бака.

Рис. 6 Зависимость cos(ф) от U1к

cos = f(U1K) = ( )

		P		U	2
cos К		R	~		1К	const, т.е. cos не зависит от напряжения U1К .
cos К			~			const, т.е. cos не зависит от напряжения U1К .
	(m1	U1К I1R )		U12К

Т.к. магнитная система трансформатора не насыщена и его параметры постоянны, то коэффициент мощности практически не меняется.

Определения параметров схемы замещения при коротком замыкании

ZК		U1КН	11В	5,5(Ом);
		I1Н	2А

rК		PКН	48Вт		3.16(Ом);
	3 I 2		3 22	А
		1К

xК ZК2 rК2 5.52 3,162 4.5(Ом)

Приближенно можно принять:


Z Z '						ZК				5.5Ом				2.75(Ом);
Z Z '														2.75(Ом);
1		2					2		2
							2		2
r r'				rК					3.16Ом				1.58(Ом);
r r'													1.58(Ом);
1	2				2				2
					2				2
x	x'							xК			4.5	2.25(Ом);
x	x'		2									2.25(Ом);
1			2				2		2
							2		2

где

Z1 - результирующее сопротивление фазы первичной обмотки;

Z2' - приведенное сопротивление фазы вторичной обмотки;

Z К - результирующее суммарное сопротивление фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;

r2' - приведенное активное сопротивление одноименных фаз вторичной обмотки при коротком замыкании;

x' 2 - приведенное индуктивное сопротивление фазы вторичной обмотки;

rК - суммарное активное сопротивление одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;

xК - суммарное индуктивное сопротивление рассеяния одноименных фаз первичной и вторичной обмоток при коротком замыкании;

3. Расчет зависимостей КПД от величины и характера нагрузки

Таблица 3 — Расчет зависимости КПД от величины и характера нагрузки

		ΣР	cos φ2 = 1				cos φ2 = 0,8			Примечание
№
	KНГ		P1	P2	η	P1		P2	η

опыта

		Вт	Вт	Вт	%	Вт		Вт	%	cos φ2 = 1:
		Вт	Вт	Вт	%	Вт		Вт	%	cos φ2 = 1:

1	1,125	61,39	857,25	795,86	92,84	685,8		624,41	91,05	ηmax = 96,68%

2	1	48,64	762	713,36	93,62	609,6		560,96	92,02

3	0,875	37,39	666,75	629,36	94,39	533,4		496,01	92,99	cos φ2 =0,8:

4	0,75	27,64	571,5	543,86	95,16	457,2		429,56	93,95	ηmax= 95,85%

5	0,5	12,64	381	368,36	96,68	304,8		292,16	95,85

Рис. 7 Зависимость КПД от коэффициента нагрузки

4. Расчет внешних характеристик

		=		100/		=	2 ∙ 3.46 ∙ 100	= 5
		=		100/		=		= 5
%			1	1		127
						127

					= √7,5%2 − 5%2
	= √ 2			− 2	= √7,5%2 − 5%2			= %
%			%	%

Таблица 4 — Расчет внешних характеристик

№	KНГ	cos φ2 = 1		cos φ2 = 0,8		cos (- φ2) = 0,8		Примечание
опыта	KНГ	ΔU, %	ΔU2%	ΔU, %	ΔU2%	ΔU, %	ΔU2%	Примечание
опыта		ΔU, %	ΔU2%	ΔU, %	ΔU2%	ΔU, %	ΔU2%

1	1,125	11,9	88,1	8,28	91,72	0,72	99,28	UKa% = 5

2	1	10,6	89,4	7,36	92,64	0,64	99,36	UKp% = 7,5

3	0,875	9,2	90,8	6,44	93,56	0,56	99,44	UK% = 5,6

4	0,75	7,9	92,1	5,52	94,48	0,48	99,52

5	0,5	5,3	94,7	3,68	96,32	0,32	99,68

Рис. 8 Зависимость U2 % от коэффициента нагрузки

5. Расчет изменения напряжения вторичной обмотки трансформатора от характера нагрузки при номинальной ее величине

φ2	град	-90	-75	-60	-45	-30	-15	0

ΔU	%	-5,6	-4,132	-2,372	-0,42	1,55	3,394	5

φ2	град	15	30	45	60	75	90

ΔU	%	6,306	7,15	7,42	7,372	6,732	5,6

∆ = нг ∙ ( % ∙ cos(ф) + % ∙ sin(ф))

= 1 ∙ (5 ∙ cos(−90) + 5.6 ∙ sin(−90) = −5.6

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке ЛАБЫ ВСЕ ПРИНЯТЫ

#
27.02.20231.41 Mб541 лб .pdf
#
27.02.2023705.42 Кб142 лб.pdf
#
27.02.2023549.09 Кб353 лб.pdf
#
27.02.20231.09 Mб454 лб.pdf
#
27.02.2023804.46 Кб245 лб.pdf
#
27.02.2023690.96 Кб256 лб.pdf