Лабораторна робота № 2 Дослідження однофазного трансформатора методом холостого ходу та короткого замикання

Мета роботи: 1. Вивчити конструкцію та принцип дії трансформатора. 2. Засвоїти методику проведення дослідів холостого ходу та короткого замикання.

Опис установки

Трансформатор, який підлягає дослідженню, має такі параметри:

Номінальна потужність S_ном = 0,2 ВА.

Номінальна первинна напруга U_1ном = 220 B.

Номінальний струм первинної обмотки І_1ном = 0,9 A.

Номінальний струм вторинної обмотки І_2ном = 1,6 A.

Щоб визначити кількість витків зроблено додаткову обмотку з кількістю витків w_дод = 32.

Живлення трансформатора від мережі змінного струму здійснюється за допомогою ЛАТРа. Схема установки показана на рис.2.1. В коло первинної обмотки треба увімкнути вольтметр V₁, амперметр A₁ та ватметр W₁.

Підготовка до роботи

1. Вивчити конструкцію, принцип дії та головні рівняння рівноваги значень струмів та напруг.

2. Вивчити схему заміщення трансформатора, проведення дослідів холостого ходу та короткого замикання, спосіб визначення втрат і ККД, побудову векторної діаграми та зовнішньої характеристики трансформатора.

3. Накреслити схеми дослідів холостого ходу та короткого замикання з урахуванням електровимірювальних приладів V₁, V₂, A₁, W₁.

Порядок проведення дослідів

1. Установити ручку ЛАТРа у нульове положення та зібрати схему досліду холостого ходу. Увімкнути і виконати дослід холостого ходу при 5…7 довільних значеннях U₁₀ від мінімального значення до номінальної напруги U_1ном  = 220 В.

Дані спостережень записати до табл.2.1.

Таблиця 2.1

№ п/п

Вимірювання

Обчислення

U1

U2

Uд

I10,

P0,

Uв,

сos

K

w1

w2

S,

Z0

X0

R0

В

А

Вт

В/вит

В∙А

Ом

2. Виконати дослід короткого замикання при номінальній зміні струму первинної обмотки. Для цього:

1) перед увімкненням напруги треба переконатися в тому, що ручка ЛАТРа встановлена на нульової позиції;

2) перевести вольтметр на нижню межу вимірювання;

3) замкнути вторинну обмотку накоротко;

4) повільно, дуже обережно обертаючи ручку ЛАТРа, підвищити вхідну напругу від нульового до того значення, при якому амперметр в колі первинної обмотки покаже номінальне значення І_1ном. Показання електроприладів занести до табл.2.2.

Таблиця 2.2

Вимірювання

Обчислення

Iк,

Uк,

Pк,

сosк

Zк

Rк

Xк

R1

X1

R2

X2

А

В

Вт

Ом

Обробка результатів

1. Визначити кількість витків первинної w₁ та вторинної w₂ обмоток трансформатора та його коефіцієнт трансформації. Для цього треба знайти напругу U_в, що припадає на один виток додаткової обмотки при номінальному значенні первинної напруги U_1ном

;

.

2. Визначити відсоткове значення струму холостого ходу:

.

3. За даними холостого ходу визначити параметри вітки намагнічування схеми заміщення трансформатора за даними холостого ходу при

.

4. Побудувати характеристики холостого ходу:

, .

5. За результатами досліду короткого замикання обчислити опори первинної та вторинної обмоток , , .

.

На практиці вважають, що

, ,

.

Контрольні запитання

1.  Від чого залежить електрорушійна сила (ЕРС) обмоток трансформатора?

1.  Як знайти номінальні значення струму однофазного трансформатора, якщо відомі його номінальна потужність і напруга?

2.  На що витрачається потужність при дослідах холостого ходу, короткого замикання?

3.  Що таке схема заміщення трансформатора і як визнати її параметри?

4.  Чому з підвищенням первинної напруги у досліді холостого ходу зменшується коефіцієнт потужності трансформатора?

5.  Чому при досліді короткого замикання струм у первинної обмотки дорівнює номінальному, а напруга в декілька разів менша ніж номінальна?

7. Визначити первинний та вторинний номінальні струми однофазного трансформатора, що має такі паспортні дані:

S = 5 кBA, B,