Лабораторная работа №1

ИСПЫТАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА.

Цель работы: ознакомится с конструкцией, принципом действия, основными соотношениями, характеристиками и параметрами однофазного трансформатора в опытном сравнении основных показателей различных схем включения одной и той же модели.

Ход выполнения работы

1)  Ознакомиться со схемой опытной модели рис. 1.1 и теоретическими сведениями по конструкции, режимам работы и характеристикам трансформатора. Для этого рекомендуется использовать настоящее пособие и литературу, указанную в конце пособия.

Рисунок 1.1 – схема лабораторной установки

Поскольку опытная модель имеет во вторичной цепи две одинаковые обмотки, то ниже приводятся номинальные данные для одной обмотки: U_Н = 110В; I_Н = 1А; w = 210 витков.

2)  Опыт холостого хода. Снять зависимости Р₀, I₀ = f(U₁) . Рассчитать cos φ_o для всех измерений. Построить кривые Р₀, I₀, cos φ₀ = f(U₁).

Опыт холостого хода проводится по схеме на рис. 3.10. Плавно изменяя с помощью ЛАТРа напряжение на первичной обмотке от (0,5..1,2) U_1Н, где U_1Н = 220B, записать величины напряжения, тока и мощности первичной обмотки для 6-7 точек. Данные измерения записать в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Результаты измерений

№ n/n	Опыт Расчет					Расчет
	U1, В	I1хх= I0, А	Рхх= Р0, Вт	cos φо	U20, В	cos φо
2

При номинальном значении напряжения первичной обмотки U₁ = U_1Н необходимо измерить напряжение на вторичной обмотке, а также зарисовать форму кривой намагничивания, используя электронно-лучевой осциллограф.

По данным опыта определяется cos φ₀ = , а затем строятся зависимости I₀, Р₀, cos φ = f(U₁) в абсолютных единицах. На рис. 3.11 показан приблизительный вид этих зависимостей.

Кривая зависимости cos φ₀ = f(U₁) отражает собой соотношение активной составляющей тока к полному току, или же соотношение параметров холостого хода и .

Из опытных данных коэффициент трансформации по напряжению определяется k = (при U₁₀ = U_lH ).

3) Опыт короткого замыкания. Снять зависимости U_k, P_k = f(I_k). Рассчитать cos φ_k для всех измерений. Построить кривые U_k, Р_k, cos φ_k = f(I_k). Определить коэффициент трансформации по току.

Для проведения опыта короткого замыкания движок реостата нагрузки поставить в положение (R_H  = 0), или дополнительным проводом замкнуть вход и выход реостата нагрузки, что обеспечит полное отсутствие сопротивления во вторичной цепи.

Плавно изменяя напряжение на выходе ЛАТРа от нулевого значения, необходимо зафиксировать 5-6 величин тока, напряжения и мощности первичной обмотки в пределах I₁ = 0..I_1Н. При значения тока I₁ = I_1H зафиксировать величину вторичного тока I₂. Данные опыта записать в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

№ п/п	Опыт			Расчёт
	Ik, А	Uk, В	Pk, Вт	cos φ

По данным опыта определить cos φ_k, а затем построить зависимости U_k, Р_k, cos φ_k = f(I_k). Приблизительный вид этих характеристик показан на рис. 3.12.

Определить величину напряжения короткого замыкания при I₁ = I_1H

.

4) Снять и построить внешнюю характеристику трансформатора U₂ = f(I₂) при cos φ₂ = 1 и при cos φ₂ = 0 (емкостная нагрузка).

Определить изменение напряжения ΔU₂ на вторичной обмотке при номинальной активной и емкостной нагрузке.

Для снятия внешней характеристики при cos φ₂ = 1 включить переключатель SF1 и отключить переключатель SF2. Изменяя сопротивление нагрузочного реостата от максимума к минимуму, записать 5-6 значений вторичного тока и напряжения в диапазоне изменения вторичного тока I₂ от нуля до I₂ = I_2H. Для снятия внешней характеристики при cos φ₂ = 0 включить переключатель SF2 и отключить переключатель SF1. Изменять сопротивление емкостной нагрузки (включая переключатели SF3-SF10) от максимума к минимуму, записать 5-6 значений вторичного тока и напряжения в диапазоне изменения вторичного тока I₂ от нуля до номинального. В процессе опыта поддерживать постоянным U₁. Результаты опыта заносить в таблицу 1.3 .

Таблица 1.3

№ п/п	Опыт						Рaсчет
	U1, В	I1, А	U2, В	I 2, А	P1, Вт	cos φ1	P2, Вт

При значении I₁ = I_1H зафиксировать значения U₁, I₁, P₁.

По данным опыта построить внешнюю характеристику U₂ = f(I₂) при cosφ₂ = 1 и при cosφ₂ = 0. Ее приблизительный вид показан на рис. 3.13.

Определить величину изменения напряжения ΔU₂ по формуле:

, где U_2H - напряжение при I₂ = I_2Н.

При номинальной нагрузке определить cos φ. Это необходимо для сравнения с результатом, который получается из построения векторной диаграммы.

Определить величину КПД для режима номинальной нагрузки:

.