Лабораторна робота №7

ДОСЛІДЖЕННЯ ПОВОРОТНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Мета: Вивчити призначення, будову і принцип роботи поворотного трансформатора (ПТ). Оволодіти методикою дослідження ПТ і навчитись аналізувати його властивості на основі дослідних даних.

Програма роботи

3.1. Ознайомитись з обладнанням робочого місця в лабораторії, з’ясувати призначення кожного виду обладнання і записати в робочий журнал паспортні дані ПТ. Вибрати необхідні для проведення дослідів електровимірювальні прилади і реостати, скласти схему та перевірити її роботу за присутності викладача.

3.2. Виконати дослід і отримати дані для побудови характеристик СКПТ U2=f(α) і U3=f(α) при U2=const.

3.3. Виконати дослід і отримати дані для побудови характеристик СКПТ U2=f(U1) при α=const і Zн2=const.

3.4. Виконати симетрування СКПТ.

Схема для дослідження СКПТ

Таблиця 21.1 – Дослідні дані для побудови вихідних характеристик СКПТ

α, град	0	15	30	45	60	75	90	105	120	135	150	165	180
U2, В	0	6	11	16	21	29	36	29	21	16	11	6	0
U3, В	36	29	21	16	11	6	0	-6	-11	-16	-21	-29	-39

Таблиця 21.2 – Дослідні дані для побудови характеристик ПТ

№ п/п	U1, В	U2, В
		α1=45, град		α2=60, град
		Z2= ∞, Ом	Z2=500, Ом	Z2=∞, Ом	Z2=500, Ом
1	36	21	20	35	33
2	29	18	19	30	28
3	21	15	14	25	23
4	16	12	13	20	18
5	11	9	8	15	13
6	6	6	5	10	8
7	0	3	2	5	3

Залежності U2=f(U1):

–– при Z2=∞; - - при Z2=500 Ом

Висновок: Під час виконання лабораторної роботи я вивчив призначення, будову і принцип роботи поворотного трансформатора (ПТ), оволодів методикою дослідження ПТ і навчився аналізувати його властивості на основі дослідних даних.

Контрольні запитання

1.Які функції виконують ПТ в системах автоматики?

Поворотні трансформатори використовуються в системах автоматики для вимірювання кутового положення об'єктів або механізмів. Ось деякі з їхніх функцій:

Вимірювання кутового положення: Поворотні трансформатори можуть вимірювати кутове положення валів, осей або інших об'єктів, які обертаються. Це особливо корисно у випадках, коли потрібно визначити точне положення об'єкта у просторі.

Зворотний зв'язок в системах керування: Вони можуть

використовуватися для надання зворотного зв'язку системі керування. Наприклад, якщо система керування повинна знаходити точне положення об'єкта, вона може використовувати дані з поворотного трансформатора для корекції руху.

2.Для чого призначена компенсаційна (квадратурна) обмотка ПТ?

Компенсаційна (квадратурна) обмотка використовується у поворотних трансформаторах для компенсації реактивної потужності. Ця обмотка дозволяє коригувати фазовий кут між напругою і струмом у вторинній обмотці, тим самим забезпечуючи необхідну реактивну потужність, яка може бути необхідною для оптимізації роботи електричних систем. Зазвичай це використовується в енергетичних мережах та промислових застосуваннях для забезпечення ефективної передачі електроенергії та зменшення втрат у системі.

3.Який вигляд має характеристика U2=f(α) СКТП при U1=const і як її пояснити?

Характеристика U2=f(α) для синусно-косинусних поворотних трансформаторів при U1=const зазвичай представляє собою залежність вихідної напруги (U2) від кута повороту (α) обмотки. Зазвичай ця характеристика є кривою синусоїди або косинусоїди, в залежності від конкретної конфігурації трансформатора та напрямку обмоток.

Пояснення такої залежності полягає у фізичних особливостях роботи трансформатора. При зміні кута повороту обмотки, змінюється і магнітний потік в обмотці, що, в свою чергу, призводить до зміни індукованої напруги. Цей ефект відображається на графіку U2=f(α), де кут повороту є незалежною змінною, а вихідна напруга - залежною.

4.Який вигляд має характеристика U2=f(U1) СКТП при α=const і Zн2=const іяк її пояснити?

Характеристика U2=f(α) для синусно-косинусних поворотних трансформаторів при фіксованому куті α і константному вторинному опору Zн2 може бути представлена у вигляді синусоїди або косинусоїди, залежно від конкретного типу трансформатора і його характеристик.

Пояснюючи це, можна звернутися до основ теорії електромагнітної індукції. У синусно-косинусних трансформаторах, коли другий обмоток знаходиться під кутом α до першого, напруга на другому обмотку буде залежати від кута α, а також від характеристик самого трансформатора.

Коли кут α залишається постійним, зміна напруги на другому обмотку відбувається через зміну магнітного потоку в сердечнику. Ця зміна може мати синусоїдальну або косинусоїдальну форму залежно від конкретних параметрів трансформатора та положення другого обмотку відносно першого.

5.Від яких факторів залежить точність ПТ?

Точність поворотних трансформаторів може залежати від різних факторів, включаючи:

Якість матеріалів: Використані матеріали для виготовлення трансформатора можуть впливати на його точність. Високоякісні матеріали забезпечують кращу стабільність і менші втрати енергії.

Дизайн і конструкція: Ефективний дизайн трансформатора, який мінімізує втрати та сприяє точному вимірюванню, є важливим чинником.

Технологія виготовлення: Використання передових технологій виготовлення може покращити точність трансформатора, наприклад, у випадку металургічного контролю процесу.

Роботу виконав: студент 4 курсу ЕЕЕ-20001б Ткаченко Денис