6.3 Задание по работе

6.3.1 Изучить устройство и ознакомиться с паспортными данными однофазного трансформатора.

6.3.2 Провести опыт холостого хода исследуемого трансформатора.

6.3.3 Провести опыт короткого замыкания исследуемого трансформатора.

6.3.4 Осуществить режим нагрузки исследуемого трансформатора, вклю-чив в его вторичную цепь переменное активное сопротивление.

6.3.5 На основании полученных экспериментальных данных произвести определение основных параметров трансформатора.

6.3.6 Построить внешнюю характеристику и рабочие характеристики трансформатора.

6.3.7 Составить краткие выводы по работе.

6.4 Объект и средства исследования

Исследуемый трансформатор имеет следующие номинальные данные: номинальная мощность S_н=20 ВА, напряжение первичной обмоткиU_1н=220 В, напряжение вторичной обмоткиU_2н =48 В, потери мощности в стали Р₀=2,5 Вт, потери мощности в меди Р_к=1,5 Вт. Процентное значение тока холостого ходаi₀=20%, процентное значение напряжения короткого замыканияu_к=5,5%.

Исследование однофазного трансформатора проводится на лабораторном стенде, приведенном на рисунке 1. Питание стенда осуществляется от сети переменного тока через регулирующий автотрансформатор ЛАТР. Ток измеряется амперметром, напряжение - вольтметром, потери мощности -ваттметром.

6.5 Подготовка к выполнению работы

6.5.1 Пользуясь литературными источниками, указанными в списке лите-ратуры и конспектом лекций изучить раздел дисциплины «Электротехника» «Трансформаторы».

6.5.2 По паспортным данным рассчитать номинальные токи трансфор-матора.

6.5.3 Начертить электрические схемы включения трансформатора для проведения опытов холостого хода, короткого замыкания, работы трансфор-матора под нагрузкой.

6.5.4 Записать необходимые расчетные формулы.

6.5.5 Начертить таблицы для занесения результатов опытов.

6.6 Методические указания по выполнению работы и обработке результатов эксперимента

6.6.1 Ознакомиться с измерительными приборами и оборудованием стенда, используемыми при выполнении лабораторной работы.

6.6.2 В соответствии со схемой, приведенной на рисунке 9, собрать электрическую цепь для проведения опыта холостого хода трансформатора и показать ее для проверки преподавателю или лаборанту.

6.6.3 После проверки подключить собранную цепь в сеть и, лабораторным автотрансформатором плавно подать на первичную обмотку номинальное напряжение U_1н, произвести измерения и записать показания приборов в таблицу 7.

6.6.4 По результатам измерений, проведенных в опыте холостого хода трансформатора, вычислить: коэффициент трансформации k, коэффициент мощности холостого хода, параметры намагничивающего контура, процентное значение тока холостого ходаi₀по нижеследующим формулам:

, (44)

, (45)

, (46)

, (47)

(48)

6.6.5 В соответствии со схемой, приведенной на рисунке 10, собрать электрическую цепь для проведения опыта короткого замыкания трансформатора и показать ее для проверки преподавателю или лаборанту.

6.6.6 После проверки подключить собранную цепь в сеть. Опыт короткого замыкания трансформатора провести при пониженном напряжении на первичной обмотке трансформатора, при котором ток в первичной обмотке I_1к=I_1н, а во вторичнойI_2к=I_2н. Напряжение, подводимое к первичной обмотке, должно устанавливаться с нулевого значения.

6.6.7 Лабораторным автотрансформатором плавно подать на первичную обмотку такое напряжение U_к, при котором токи в обмотках достигнут номинальных значений, определяемых по паспортным данным. Произвести измерения, результаты измерений записать в таблицу 8.

6.6.8 По результатам измерений опыта короткого замыкания вычислить: сопротивления короткого замыкания, коэффициент мощности cos, активные сопротивления обмотокr₁, r₂, реактивные сопротивления обмоток Х₁, Х₂, аварийный ток короткого замыкания, процентное значение напряжения короткого замыканияu_кпо нижеследующим формулам:

, (49)

, (50)

, (51)

, (52)

r₁ = r₂ = , (53)

, (54)

, (55)

, (56)

, (57)

6.6.9 В соответствии со схемой, приведенной на рисунке 11, собрать электрическую цепь для проведения опыта нагрузки исследуемого трансформатора. В качестве нагрузки к зажимам вторичной обмотки подключить реостат (cos). Показать собранную цепь для проверки преподавателю или лаборанту.

6.6.10 После проверки подключить собранную электрическую цепь в сеть и установить лабораторным автотрансформатором на первичной обмотке трансформатора номинальное напряжение U_1н. Изменяя сопротивление реостата, произвести измерения: тока в первичной обмоткеI₁, напряжения на вторичной обмоткеU₂и потребляемой мощности Р₁при различных токах нагрузкиI₂. При проведении опыта напряжение на зажимах первичной обмотки трансформатора поддерживать неизменным. Результаты измерений записать в таблицу 9.

6.6.11 По результатам измерений опыта нагрузки определить: коэффициент мощности cos, коэффициент нагрузки трансформатора, активную мощность потребителя электроэнергии Р₂, коэффициент изменения напряжения на вторичной обмотке, коэффициент полезного действияпо нижеследующим формулам:

, (58)

, (59)

Р₂=U₂ I₂ cos, (60)

, (61)

. (62)

6.6.12 По расчетным и измеренным данным испытаний построить внешнюю характеристику U₂=f(I₂) и рабочие характеристики трансформатора:=f(I₂) иcosf(I₂).

Рисунок 9 – Электрическая схема для проведения опыта холостого хода

исследуемого трансформатора

Рисунок 10 – Электрическая схема для проведения опыта короткого

замыкания исследуемого трансформатора

Рисунок 11 – Электрическая схема для проведения опыта нагрузки

исследуемого трансформатора

Таблица 7 – Результаты измерений опыта холостого хода трансформатора

Измерения				Вычисления
U10	U20	P0	I10	k	r0	Z0	X0	cosφ0	I0
В	В	Вт	А	-	Ом	Ом	Ом	-	%

Таблица 8 – Результаты измерений опыта короткого замыкания

трансформатора

Измерения

Вычисления

U1к

I1н

I2н

PK

rк

Zк

Xк

r1

X1

r2

X2

cosφ1к

uк

I1к

В

А

А

Вт

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

-

%

А

Таблица 9 – Результаты измерений опыта работы трансформатора под

нагрузкой

Номер измерений	Измерения					Вычисления
	U1	U2	P1	I1	I2	β	γ	η	соsφ1	P2
	В	В	Вт	А	А					Вт