- •1.1. Цель работы
- •1.2. Программа работы
- •1.3. Рекомендации по выполнению работы
- •1.4. Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •2.2. Программа работы
- •2.2.1. Ознакомиться с оборудованием и приборами лабораторной установки и записать их паспортные данные в таблицу 2.1.
- •2.3 Рекомендации по выполнению работы
- •2.4. Контрольные вопросы
- •Цель работы
- •Программа работы
- •3.2.1. Ознакомиться с оборудованием и приборами лабораторной установки и записать их паспортные данные в таблицу 3.1.
- •3.3. Рекомендации по выполнению работы
- •3.4. Контрольные вопросы.
- •4.1 Цель работы
- •4.2 Программа работы
- •4.2.1. Ознакомиться с оборудованием и приборами лабораторной установки и записать их паспортные данные в таблицу 4.1.
- •4.3. Рекомендации по выполнению работы
- •4.4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5
- •Цель работы
- •5.2. Программа работы
- •5.3. Рекомендации по выполнению работы
- •5.4. Контрольные вопросы
- •6.1. Цель работы
- •6.2. Программа работы
- •6.3. Методика выполнения работы
- •6.3.3. Для определения «начала» и «конца» выводов статорной обмотки сначала методом прозванивания (рисунок 6.2.) устанавливают принадлежность выводов к обмоткам фаз (с1-с4 , с2-с5 , с3-с6).
- •6.4. Контрольные вопросы
- •Библиографический список
4.4. Контрольные вопросы
4.4.1. Что называется схемой соединения нагрузок треугольником?
4.4.2. Каково соотношение между фазными и линейными токами при соединении в треугольник?
4.4.3. Чему равен угол сдвига между фазными и линейными токами при симметричной нагрузке?
4.4.4. Как рассчитать мощность потребителя при симметричной и несимметричной нагрузке?
4.4.5. Как влияет обрыв линейного провода на работу трехфазного потребителя, соединенного в треугольник?
Лабораторная работа № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Цель работы
Изучить принцип действия и устройство трансформатора, исследовать работу трансформатора при различных режимах.
5.2. Программа работы
5.2.1. Ознакомиться с приборами и оборудованием лабораторной установки и записать их паспортные данные в таблицу 5.1.
Таблица 5.1. Приборы и оборудование.
Наименование |
Количество |
Тип |
Обозначение в схеме |
Трансформатор |
|
|
|
Автотрансформатор |
|
|
|
Амперметр |
|
|
|
Вольтметр |
|
|
|
Ваттметр |
|
|
|
Нагрузка |
|
|
|
5.2.2. Изучить устройство и принцип действия трансформатора.
5.2.3. Собрать электрические схемы для исследования работы трансформатора в режимах холостого хода, короткого замыкания и нагрузки (рисунки 5.1., 5.2. и 5.3. соответственно).
5.2.4. На основании данных экспериментов холостого хода и короткого замыкания рассчитать коэффициент полезного действия трансформатора и построить (в масштабе) зависимости = f(Р2).
5.2.5. По данным исследования трансформатора под нагрузкой построить:
внешнюю характеристику трансформатора;
зависимость cos и от мощность нагрузки Р2.
5.2.6. На основании внешней характеристики трансформатора определить процентное изменение вторичного напряжения U, % при I2 = I2н.
5.2.7. Выполнить анализ полученных результатов.
5.3. Рекомендации по выполнению работы
5.3.1. Эксперимент холостого хода трансформатора проводят на установке, электрическая схема которой изображена на рисунке 5.1. Эксперимент выполняется с целью определения коэффициента трансформации и потерь в стали трансформатора и проводят его следующим образом.
Рисунок 5.1. Электрическая схема установки для исследования
однофазного трансформатора при холостом ходе.
Включив автоматический выключатель QF, посредством автотрансформатора Т устанавливают номинальное напряжение, указанное на щитке трансформатора. Данные всех экспериментов записывают в таблицу 5.1. (графа «режим холостого хода»). Мощность, требуемая трансформатором в режиме холостого хода (Р0) идет в основном на компенсацию потерь в стали (от гистерезиса и вихревых токов), при этом потери в проводниках обмоток сравнительно малы (ток первичной обмотки невелик, а I2 = 0).
Основные формулы для расчета:
коэффициент мощности ;
коэффициент трансформации .
5.3.2. Эксперимент короткого замыкания проводят на установке, электрическая схема которой приведена на рисунке 5.2. Эксперимент выполняется с целью определения потерь в меди обмоток трансформатора.
Рисунок 5.2. Электрическая схема установки для исследования
однофазного трансформатора при коротком замыкании.
Эксперимент выполняют следующим образом.
Вторичную обмотку трансформатора замыкают накоротко, а к первичной обмотке подводят пониженное напряжение короткого замыкания U1 = Uк, при котором ток в первичной обмотке равен номинальному значению, т.е. I1к = I1ном. Подводимое напряжение плавно повышают с помощью автотрансформатора АТ от нуля до напряжения короткого замыкания UK, при котором I1к = I1ном.
Показания приборов записывают в таблицу 5.2. (графа «режим короткого замыкания»). Поскольку эксперимент короткого замыкания проводится при пониженном напряжении потери в стали малы и ими пренебрегают. Можно считать, что мощность, потребляемая в режиме короткого замыкания трансформатора, идет на восполнение потерь в проводниках (меди) обмоток трансформатора (РК).
Напряжение короткого замыкания определяют
,
где UH – номинальное напряжение первичной обмотки.
5.3.3. Эксперимент при нагрузке трансформатора проводят на установке, собранной по схеме рисунка 5.3.
При проведении эксперимента вторичная обмотка трансформатора включается на регулируемую нагрузку, в качестве которой используют ламповый реостат. Этот эксперимент позволяет снять внешнюю характеристику трансформатора, а также проследить взаимную зависимость вторичной и первичной цепей трансформатора.
Рисунок 5.3 Электрическая схема установки для исследования
однофазного трансформатора под нагрузкой
Эксперимент выполняют следующим образом. Трансформатор при разомкнутой вторичной цепи включают в сеть и снимают показания приборов
при I2 = 0. Нагружая трансформатор ламповым реостатом, снимают нагрузочную (внешнюю) характеристику по трем точкам для токов . Показания приборов записывают в таблицу 7.2 (графа «Нагрузочный режим).
Формулы для расчета:
коэффициент мощности ;
вторичная мощность ;
коэффициент полезного действия .
5.3.4. Определение коэффициента полезного действия трансформатора косвенным методом. По данным эксперимента холостого хода и короткого замыкания рассчитать трансформатора для значений = 0,25; 0,50; 0,75; 1,0. Построить в масштабе зависимость = f(P2) и построить эту зависимость с зависимостью к.п.д., полученной по данным эксперимента непосредственной нагрузки трансформатора. Эксперименты холостого хода и короткого замыкания позволяют рассчитать коэффициент полезного действия трансформатора по формуле
,
где - коэффициент полезного действия трансформатора;
SH – номинальная мощность трансформатора, ВА (указана на щитке):
Р0 – потери в стали, измеренные при эксперименте холостого хода;
РКН – потери в меди обмоток, полученные из эксперимента короткого замыкания трансформатора.
На основании экспериментальных данных построить внешнюю характеристику трансформатора, представляющую зависимость напряжения на зажимах вторичной обмотки U2 от тока во вторичной цепи I2: при , а также зависимости и при .
На основании внешней характеристики трансформатора определить процентное изменение напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора при номинальной нагрузке.
Процентное изменение напряжения определяется выражением
,
где U20 – напряжение на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе;
U2 – напряжение на зажимах вторичной обмотки при .
Таблица 5.2. Результаты экспериментов.
Режимы исследования |
Измерено |
Вычислено |
||||||
Режим холостого хода |
U10, B |
U20, B |
I10, A |
P10, Bт |
|
cos0 |
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим короткого замыкания |
UK, B |
IK, A |
|
|
|
UK, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузочный режим |
U1, B |
I1, A |
P1, Bт |
U2, B |
I2, A |
cos1 |
P2, Bт |
, % |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|