
- •Министерство транспорта и коммуникаций Республики Беларусь Департамент по авиации
- •Задания и методические указания
- •Часть I
- •Оглавление
- •2.1 Теоретический материал…………………………………………...57
- •2.2 Содержание работы…………………………………………………78
- •2.4 Описание виртуальной лабораторной установки…………….…..79
- •Техника безопасности и охрана труда при выполнении лабораторных работ
- •Введение
- •Краткие сведения о программе matlab 6.5 и о пакете simulink
- •1.1 Теоретический материал
- •1.1.1 Классификация трансформаторов
- •1.1.2 Принцип действия трансформаторов
- •1.1.3. Режим холостого хода трансформатора
- •1.1.4. Работа трансформатора под нагрузкой
- •1.1.5. Режим нормального короткого замыкания трансформатора
- •1.1.6. Внешняя (нагрузочная) характеристика трансформатора
- •1.1.7. Коэффициент полезного действия трансформатора
- •1.1.8. Рабочие характеристики трансформатора
- •1.2 Содержание работы
- •Моделирование трансформатора
- •Описание виртуальной лабораторной установки
- •1.5 Параметры трансформаторов для выполнения лабораторной работы Трансформаторы класса напряжения 0,66 кВ
- •Трансформаторы классов напряжения 10 и 35 кВ
- •Трансформаторы классов напряжения 10 и 35 кВ
- •Трансформаторы классов напряжения 110 кВ
- •1.6 Порядок выполнения работы
- •1.7 Содержание отчёта
1.6 Порядок выполнения работы
Тип трансформатора для выполнения работы задаётся преподавателем.
Окно настройки параметров моделирования показано на рис. 1.11.
Рис 1.11. Окно настройки параметров моделирования
Для вызова данного окна необходимо на свободной от блоков и их соединений части схемы щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать в появившемся меню Simulation Parameters.
Определение параметров схемы замещения по пункту 1.2.1 содержания работы и сравнение их с заданными в окне настройки (рис. 1.6) производится при помощи опытов холостого хода и короткого замыкания. При холостом ходе нагрузка отключена, и трансформатор запитан номинальным напряжением. Для отключения нагрузки необходимо один раз левой кнопкой мышки нажать на линию связи с R Load, а затем на клавишу Delete на клавиатуре (рис.1.12).
Рис. 1.12. Фрагмент структурной схемы модели однофазного трансформатора в режиме холостого хода
Действующие значения напряжения и токов трансформатора при холостом ходе определяются в окне блока Powergui (рис 1.13).
Рис. 1.13. Окно блока Powergui с результатами измерения
Для вызова данного окна необходимо два раза щелкнуть левой кнопкой мыши по блоку Powergui и в появившемся окне (рис. 1.14) нажать на Steady-State Voltage and Currents.
Рис. 1.14. Окно для вызова блока Powergui с результатами измерения
Для того чтобы вернуть линию связи с R Load необходимо просто нажать на Ctrl + Z.
Следует обратить внимание на то, что активная мощность в режиме холостого хода равна потерям в сердечнике трансформатора.
Относительные параметры ветви намагничивания рассчитываются по формулам (1.18 – 1.29).
Опыт короткого замыкания проводится при коротком замыкании во вторичной цепи. При этом напряжение источника питания должно быть равно напряжению короткого замыкания трансформатора ( в нашем случае Uk = 29,7 B, пункт 11 предварительных расчетов).
Активная мощность в режиме короткого замыкания при первичном токе, равном номинальному значению, определяет потери в обмотках трансформатора. После проведения опытов и расчёта параметров следует сравнить их с теми, которые были введены в окно параметров (рис. 1.6).
Снятие нагрузочных и рабочих характеристик трансформатора производится на модели (рис. 1.5) при изменении сопротивления нагрузки от 0,2Rном до 1,2Rном. При этом для каждого значения сопротивления нагрузки осуществляется моделирование. Номинальное сопротивление нагрузки рассчитывается по формуле:
(1.30)
Обозначения соответствуют таблице (рис. 1.6). При проведении исследований заполняется таблица 1.5. В нашем случае она будет выглядеть так:
Таблица 1.5
Нагрузка |
Измерения |
Вычисления |
|||||||||
Rн=4,356(Ом) |
P1 (Вт) |
Q1 (ВАр) |
U1 (В) |
I1 (А) |
P2 (Вт) |
Q2 (ВАр) |
U2 (В) |
I2 (А) |
cosφ1 |
φ1 (град) |
η |
0,2Rн=0,8712 |
177022,64 |
15958,77 |
658 |
270 |
171777,27 |
2,54 |
386,8 |
444 |
0.9959 |
0,09017 |
0.9705 |
0,3 Rн=1,3068 |
119602,46 |
8688,96 |
658 |
182,2 |
116959,88 |
19,53 |
390,9 |
299,1 |
0.9973 |
0.7316 |
0,9779 |
0,4Rн=1,7424 |
90326,55 |
6077,87 |
658 |
137,5 |
88610,05 |
21,15 |
392,9 |
225,5 |
0.9977 |
0.06736 |
0.981 |
0,5Rн=2,178 |
72569,55 |
4851,86 |
658 |
110,5 |
71278,66 |
18,94 |
394 |
180,9 |
0.9978 |
0.06676 |
0.9823 |
0,6Rн=2,6136 |
60682,75 |
4204,58 |
658 |
92,44 |
59637,50 |
40,73 |
394,8 |
151,1 |
0.9976 |
0.0687 |
0.9828 |
0,7Rн=3,0492 |
52197,35 |
3768,08 |
658 |
79,48 |
51295,93 |
11,36 |
395,4 |
129,7 |
0.9974 |
0.72224 |
0.9827 |
0,8Rн=3,4848 |
45760,57 |
3520,39 |
658 |
69,74 |
44952,61 |
26,54 |
395,8 |
113,6 |
0.9971 |
0.07665 |
0.9823 |
0,9Rн=3,9204 |
40770,60 |
3351,85 |
658 |
62,15 |
40026,54 |
38,90 |
396,1 |
101 |
0.9966 |
0.08203 |
0.9817 |
1,0Rн=4,356 |
36756,33 |
3224,42 |
658 |
56,07 |
36058,24 |
41,65 |
396,3 |
90,99 |
0.9962 |
0.08675 |
0.981 |
1,2Rн=4,7916 |
33473,28 |
3080,71 |
658 |
51,09 |
32812,22 |
-5,33 |
396,5 |
82,76 |
0.9957 |
0.09307 |
0.9803 |
Вычисления производятся по формулам:
(1.31)
(1.32)
По данным таблицы строится нагрузочная характеристика трансформатора и отдельно – рабочие характеристики.
Нагрузочная характеристика трансформатора U2 = ƒ(I2).
Рабочая характеристика трансформатора η = ƒ(I2).
Рабочая характеристика трансформатора cosφ = ƒ(I2).
Рабочая характеристика трансформатора I1 = ƒ(I2).
Формы напряжения и тока на вторичной обмотке трансформатора получены с помощью осциллоскопа Scope и представлены на рисунке 1.15.
Рис. 1.15. Формы напряжения и тока на вторичной обмотке трансформатора