5. Контрольні запитання

5.1. Для чого потрібний електродвигуну пусковий реостат і з яких міркувань вибирається величина його опору?

5.2. Якими способами можна змінити напрямок обертання якоря?

5.3 Як визначити положення геометричної нейтралі в електро-двигуні постійного струму з додатковими полюсами?

5.4.Як можна регулювати швидкість обертання якоря електродвигуна і чим обмежений верхній поріг його швидкості?

5.5. В яких випадках доцільно застосовувати в виді приводу електродвигуни постійного струму паралельного, послідовного та змішаного збудження?

Лабораторна робота № 3 дослідження силового трансформатора методом неробочого ходу і короткого замикання

Мета роботи: Ознайомитися з будовою трансформатора, визначити коефіцієнт трансформації і напругу короткого замикання.

1 Основні теоретичні положення

Трансформатор являє собою електромагнітний пристрій, в якому змінний струм однієї напруги перетворюється в змінний струм іншої напруги при тій же частоті.

Він складається із замкненого феромагнітного осердя, зібраного з трансформаторної сталі, на якому розташовані дві незалежні обмотки, виконані мідним ізольованим проводом. Одна обмотка трансформатора приєднується до джерела змінного струму і називається первинною, а друга, в якій наводиться е.р.с. самоіндукції - вторинною.

Величина е.р.с., що наводиться у вторинній обмотці, визначається так:

E₂=4,44 Ф_mfW₂ (3.1)

де E₂ - діюче значення е.р.с. вторинної обмотки, В ;

Ф_m - амплітуда магнітного потоку в осерді трансформатора, Вб ;

f - частота струму, що живить первинну обмотку трансформатора, Гц ;

W₂ - кількість витків вторинної обмотки.

Відношення номінального значення первинної напруги U₁ до вторинної U₂₀ при неробочому ході трансформатора або відношення кількості витків первинної та вторинної обмоток називається коефіцієнтом трансформації:

K₁₂= = (3.2)

Трансформатор є підвищувальним, якщо коефіцієнт трансформації менше за одиницю, а у знижувального трансформатора K₁₂>1. .

Відповідно до величин номінальних напруг трансформатора розрізняють обмотки високої напруги ( ВН ) та низької напруги ( НН ), а їх виводи позначають А-Х та а-х.

Трансформатор характеризується наступними номінальними величинами:

S - потужність, кВА;

U_1ном, U_2ном - первинна і вторинна напруга, В;

I_1ном, I_2ном - первинний і вторинний струм, А;

U_k - напруга короткого замикання, %;

f - частота, Гц.

Ці величини вказуються на заводському щитку трансформатора і відповідають номінальному тепловому режиму при температурі повітря +35 С.

Для дослідження характеристик трансформатора використовують досліди неробочого ходу, короткого замикання та знімають зовнішні характеристики.

Режим неробочого ходу (нх) дає змогу визначити коефіцієнт трансформації, втрати неробочого ходу ( втрати в сталі ) й параметри заступної схеми (R₀, X₀). Характеристики неробочого ходу наведені на рис. 3.1.

Режим короткого замикання (кз) дає змогу визначити втрати короткого замикання ( втрати в міді ), напругу короткого замикання і параметри заступної схеми (r₁, x_1S, , x). На рис. 3.2 наведені характеристики короткого замикання.

I_0, P₀ cos ₀

A B

U_k,B

Рисунок 3.1 – Характеристики неробочого ходу трансформатора

I_0, P_0, cos ₀

A B

U_k,B

Рисунок 3.2 – Характеристики короткого замикання трансформатора

Із збільшенням навантаження трансформатора напруга на клемах його вторинної обмотки змінюється. Залежність вторинної напруги від навантаження виражається графічно зовнішніми характеристиками трансформатора Вигляд зовнішньої характеристики залежить від характеру навантаження і від величини коефіцієнту потужності . При активному і активно-індуктивному навантаженні зовнішні характеристики мають вигляд падаючої, причому чим менший коефіцієнт потужності , тим більше нахил характеристики до осі абсцис. При активно-ємнісному навантаженні зовнішня характеристика має зростаючий вигляд (рис.3.3).

Рисунок 3.3 – Зовнішні характеристики трансформатора

Рисунок 3.4 - Графіки залежності ККД трансформатора від навантаження.