4.Пояснения к расчетам.
1.Найденные из опытов холостого хода и короткого замыкания величины магнитных и электрических потерь позволяют расcчитать при любом значении и характере нагрузки.
Расчет зависимости КПД от нагрузки =f(Кн) производится по следующей формуле
= [(Кн ∙Sном ∙ cos 2) / (Кн ∙Sном ∙ cos 2 + Р0 + Кн2 ∙ Pк)]∙100%
где: Sном - номинальная мощность трансформатора, указанная на стенде,
Кн - коэффициент нагрузки,
2 - сдвиг по фазе между вторичным напряжением и током (характер нагрузки),
Р0 - мощность холостого хода при U1 = U1ном, эта мощность практически равна независящим от нагрузки магнитным потерям ΔPмаг ,
Pк - мощность короткого замыкания при I 1 = I 1ном , эта мощность практически равна электрическим потерям ΔРэл в номинальном режиме работы трансформатора.
2.Расчет внешних характеристик.
Расчет U2 = f(Кн) производится на основании данных из опыта короткого замыкания по следующей формуле
U2 = U20∙ (1 - ΔU2% / 100%)
где: ΔU2%= Кн∙ (Uка% ∙ cos 2 + Uкр% ∙ sin 2) изменение напряжения при нагрузке;
Uка% = U1к% ∙ cos K - активная составляющая напряжения короткого замыкания при I 1 = I 1ном ;
Uкр%
=
- реактивная составляющая напряжения
короткого замыкания при I
1 = I
1ном ;
U1к% = (U1к / U1ном) ∙100% - относительная величина напряжения короткого замыкания при I 1 = I 1ном .
3.Расчет характеристик = f(Кн) и U2 = f(Кн) провести для случая чисто активной нагрузки cos 2 = 1 и смешанной cos 2 = 0,8 (активно-индуктивной 2>0 и активно-емкостной 2<0) в диапазоне изменения Кн от 0 до 1,2. Характеристику = f(Кн) рассчитать с шагом не более 0,1.
4.Оценить в процентах отклонение экспериментальной внешней характеристики от расчетной при активной нагрузке и Кн =1 .
5.Содержание отчета о лабораторной работе.
1.Теоретические сведения и расчетные формулы.
2.Технические данные исследуемого трансформатора и измерительных приборов. Эти данные могут быть представлены в виде ксерокопии таблицы 1 с комментариями об используемых диапазонах измерительных приборов.
3.Электрические схемы по рис.4, 5, 6 и 7; схемы могут быть представлены в отчете в виде ксерокопий.
4.Таблицы: № 2, № 3, № 4.
5. Графики статических характеристик:
-
По таблице 2
ΔРэл =f(I1К)
По таблице 3
I10=f(U1), ΔPмаг =f(U1)
По таблице 4
U2=f(Кн), I1=f(Кн)
По пункту 4
= f(Кн) и U2 = f(Кн) и
6. Первый значимый и N-ый снимки графиков тока по заданию 4 (распечатки с компьютера), и рассчитанные значения Ki и Тзат.
7.Выводы по результатам эксперимента.
8. Литература.
Литература
1.Арменский Е.В., Фалк Г.Б. Электромеханические устройства автоматики. М.:МИЭМ, 2002, 2008.
2.Брускин Д.Э., Зорохович А.Е. и др. Электрические машины. Ч.1, М., Высшая школа, 1979.
Приложение 1. Примерный перечень вопросов по теме.
В.1. Вопросы для допуска к лабораторной работе.
1. Чему примерно равен ток холостого хода I10 у трансформатора с номинальным током I1ном=0,4А.
2. Чему примерно равен ток холостого хода I10 при подаче номинального напряжения на первичную обмотку трансформатора.
3. Чему примерно будет равна величина напряжения короткого замыкания U1к с номинальным напряжением трансформатора U1ном=220В.
4. Какими приборами измеряются активная и реактивная мощности трансформатора.
5. При каком примерно напряжении на первичной обмотке U1к в опыте короткого замыкания трансформатора I2=I2ном.
6. Чему примерно равен ток холостого хода у трансформатора с номинальным током I1ном=0,4А.
7. С каким пределом шкалы включают амперметр в первичную обмотку трансформатора в опыте Х.Х. при I1ном=0,4А .
8. С каким пределом шкалы включают амперметр в первичную обмотку трансформатора в опыте К.З.
9. По показанию какого прибора определяются магнитные потери трансформатора.
10. Как снимается внешняя характеристика трансформатора.
11. По показанию какого прибора определяются электрические потери трансформатора.
12. Для чего проводится опыт короткого замыкания трансформатора.
13. Для определения каких величин проводится опыт холостого хода трансформатора.
В.2.Вопросы для защиты.
1. В каком опыте и как определяются магнитные потери.
2. В каком опыте и как определяются электрические потери.
3.Формула общих потерь трансформатора.
4. От чего зависят и каким образом снижают потери на гистерезис.
5. От чего зависят и каким образом снижают потери на вихревые токи.
6. От чего зависят и каким образом снижают электрические потери.
7. Из какого материала выполняются обмотки трансформатора.
8. Из какого материала выполняют магнитопровод трансформатора.
9. По какой формуле определяется коэффициент трансформации трансформатора.
10. Как изменяется основной магнитный поток при увеличении нагрузки.
11. Чем создаётся основной магнитный поток.
12. Какой вид имеет уравнение равновесия МДС в режиме с нагрузкой.
13. Какой вид имеет уравнение равновесия МДС в режиме холостого хода.
14. Как зависят ЭДС e1 и ЭДС e2 от тока нагрузки.
15. Какой вид имеют уравнения равновесия ЭДС и напряжений в режиме с нагрузкой.
16. Какой вид имеют уравнения равновесия ЭДС и напряжений в режиме холостого хода.
17. Какой вид имеют уравнения равновесия ЭЛС в режиме короткого замыкания.
18. Какой поток называется потоком рассеяния.
19. Какая расчетная величина характеризует нагрузку трансформатора.
20. Как определяется КПД трансформатора.
21. Как определяется коэффициент мощности трансформатора.
22. Как влияет значение нагрузки на токи, напряжения и потребляемую мощность трансформатора.
23. Как влияет характер нагрузки на токи, напряжения и потребляемую мощность трансформатора.
24. Объяснить характеристику КПД трансформатора.
25. Объяснить внешние характеристики трансформатора.
26. Объяснить динамические характеристики трансформатора.
27. Объяснить характеристики холостого хода трансформатора.
28. Объяснить характеристики короткого замыкания трансформатора.
Учебное издание
ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПИТАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЭВМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
СОСТАВИТЕЛИ:
ФАЛК ГЕННАДИЙ БОРИСОВИЧ
ДЕНИСОВА ТАТЬЯНА СЕРГЕЕВНА
ВАГАНОВА МАРИНА ЮРЬЕВНА
ВОЛОДИН СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ
ШАТУНОВ ВЛАДИМИР АНАТОЛЬЕВИЧ
Редактор
Технический редактор
http://www.miem.edu.ru/rio
rio@miem.edu.ru
Подписано в печать . Формат 60х84/16.
Бумага типографская №2. Печать - ризография.
Усл. печ.л. Уч-изд.л. Тираж 50 экз.
Заказ - . Бесплатно. Изд № .
Московский государственный институт электроники и математики
109028 Москва, Б. Трехсвятительский пер. 3.
Отдел оперативной полиграфии Московского государственного
института электроники и математики.
113054 Москва, ул. М. Пионерская, 12.