|
|
Лабораторные
работы Электротехника, физика 
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИКТРАНСФОРМАТОРА МАЛОЙ МОЩНОСТИ
Программа работы
1. Получите у преподавателя задание на исследование конкретного типоразмера серийного трансформатора малой мощности.
2. Ознакомьтесь с конструктивным устройством трансформаторов той серии, в состав которой входит подлежащий исследованию типоразмер. Нарисуйте в тетради для лабораторных работ упрощенную конструктивную схему трансформатора.
3. Впишите в тетрадь и введите в лабораторно-исследовательский модуль обозначение типоразмера исследуемого трансформатора.
4. Впишите в тетрадь (при необходимости введите также в модуль) основные технические (справочные) данные на исследуемый типоразмер трансформатора.
5. Ознакомьтесь со схемой для исследования параметров и характеристик трансформатора и нарисуйте ее в тетради.
6. Снимите и постройте в тетради следующие характеристики исследуемого трансформатора:
¨ характеристики холостого хода (ХХ) - зависимости от напряжения на первичной обмотке трансформатора U1 потребляемых первичной обмоткой тока IО = f(U1 ) и активной составляющей мощности PО = f(U1 ), а также коэффициента мощности cos jО = f(U1 ) при разомкнутой вторичной обмотке; в процессе снятия этих характеристик проведите опыт ХХ;
¨ характеристики короткого замыкания (КЗ) - зависимости от напряжения на первичной обмотке трансформатора U1 потребляемых первичной обмоткой тока IК = f(U1 ) и активной составляющей мощности PК = f(U1 ), а также коэффициента мощности cos jК = f(U1 ) при замкнутой накоротко вторичной обмотке; при снятии характеристик проведите опыт КЗ.
7. По результатам опыта ХХ определите ориентировочное значение коэффициента трансформации k.
8.
Нарисуйте в тетради схему замещения трансформатора и по результатам опытов
ХХ и КЗ рассчитайте ее параметры - r1 ,
x1 , 
,
,
rm и xm - для режимов
работы трансформатора при номинальном напряжении на первичной обмотке, т.е. при
U1 = U1Н .
9. Рассчитайте значение аварийного тока КЗ исследуемого трансформатора IК ав .
10.Снимите и постройте в тетради внешнюю характеристику трансформатора - зависимость напряжения на вторичной обмотке от тока в нагрузке U2 = f(I2 ), а также зависимости от тока в нагрузке тока в первичной обмотке I1 = f(I2 ) и КПД h = f(I2 ) при номинальном напряжении на первичной обмотке и чисто активном характере нагрузки, т.е. при U1 = U1Н = const и cos jН = 1 соответственно. Обозначьте на внешней характе-ристике точку, соответствующую номинальному режиму рабо-ты трансформатора.
11.Сравните полученные характеристики трансформатора со справочными.
Указания по выполнению работы
Лабораторно-исследовательский модуль загружается файлом с:\LabWorks\Транс\ТРАНС.EXE.
Ознакомиться с конструктивным устройством трансформаторов малой мощности серии ТС можно, обратившись к пункту главного меню «Конструкция». О конструкциях трансформаторов других серий можно узнать из соответствующих учебных или справочных материалов.
При обращении к пункту ниспадающего подменю «Выбор трансформатора» пункта меню «Параметры» открывается диалоговое окно, в котором можно выбрать либо трансформатор типоразмера ТС-31-1, данные о котором встроены в модуль, либо отметить пункт «Произвольный тип» (в этом случае обозначение типоразмера трансформатора в модуль не вводится).
Технические (справочные) данные на трансформатор ТС-31-1 можно наблюдать в окне, открывающемся при выборе пункта подменю «Технические данные трансформатора» пункта главного меню «Параметры». Если же ранее выбран «Произвольный тип», технические данные на трансформатор вводятся в модуль самостоятельно в том же окне (с использованием справочных материалов).
Пункт меню «Схема» позволяет ознакомиться со схемой для исследования параметров и характеристик трансформатора.
Окно, имитирующее стенд для проведения экспериментальных исследований трансформатора, открывается при выборе пункта меню «Эксперимент» (см. рис.4).
Стенд реализует следующие возможные режимы работы трансформатора (в зависимости от положений переключателей):
¨ режим холостого хода (при разомкнутой вторичной обмотке) - оба переключателя в положении «Выкл»;
¨ режим короткого замыкания (при замкнутой накоротко вторичной обмотке) - левый переключатель в положении «Вкл», правый - в произвольном положении;
¨ режим работы трансформатора под нагрузкой (в цепь вторичной обмотки включено сопротивление нагрузки) - левый переключатель в положении «Выкл», правый - в положении «Вкл».
Напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора, задается в окне ввода «~UВЫХ » регулятора переменного напряжения, питающего данную обмотку (ввод значения напряжения заканчивается нажатием клавиши «Enter»).
Рис.4. Стенд для исследования параметров
и характеристик трансформатора
Сопративлениение нагрузки в цепи вторичной обмотки изменяется перемещением ползунка на реостате (текущее значение сопротивления высвечивается в соответствующем индикаторном окне). После задания конкретного режима работы трансформатора в информационных окнах стенда высвечиваются значения всех величин, характеризующих этот режим.
При проведении исследований учитывайте, что задание режимов с U1 > 1.2U1Н или I2 > 1.2I2Н не допускается, так как такие режимы являются опасными или даже аварийными для трансформатора.
Перед началом исследования характеристик ХХ подготовьте в тетради таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 8 ¸ 10 точек (см. табл.1.1).
Значения U1 целесообразно задавать в диапазоне от 0.2U1Н
Таблица 1.1
| U1 , В | |||||
| Экспе- | IО , А | ||||
| римент | PО , Вт | . . . | |||
| U2О , В | |||||
| Расчет | cos jО |
до величины, близкой к 1.2U1Н , уменьшая интервалы изменения напряжения по мере его увеличения. Напряжение на вторичной обмотке U2О можно зафиксировать только при проведении опыта ХХ, т.е. в режиме ХХ при U1 = U1Н .
При расчетах используйте формулу:
.
Перед началом исследования характеристик КЗ подготовьте в тетради таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 6 ¸ 8 точек (см. табл.1.2).
Таблица 1.2
| Экспе- | U1 , В | ||||
| римент | IК , А | . . . | |||
| PК , Вт | |||||
| Расчет | cos jК |
Значения
U1 целесообразно задавать примерно
с равными интервалами в диапазоне от 0.2UК до величины, близкой к 1.2UК , где UК
- напряжение короткого замыкания, определяемое по формуле:
, В,
причем uК % - напряжение короткого замыкания, выраженное в процентах от U1Н .
Опыт КЗ теоретически необходимо проводить при I1 = I1Н , что практически должно примерно соответствовать заданию U1 = UК .
При расчетах используйте также формулу:
.
Ориентировочное значение коэффициента трансформации можно определить по результатам опыта ХХ, используя выражение:
.
Значения параметров ветви намагничивания в схеме замещения трансформатора определяются по результатам опыта ХХ с использованием следующих формул:
,
Ом; 
, Ом, где 
, Ом.
Значения параметров ветвей первичной и вторичной обмоток в схеме замещения трансформатора определяются по результатам опыта КЗ с использованием формул:
, Ом, где 
, Ом;
, Ом, где 
, Ом,
причем 
, Ом.
Значение аварийного тока КЗ определяется из выражения:
, %.
Перед снятием внешней характеристики трансформатора подготовьте таблицу для записи экспериментальных и расчетных данных на 6 ¸ 8 точек (см. табл.1.3).
Таблица 1.3
| U1 = U1Н = … В; cos jН = 1 | |||||
| RН , Ом | |||||
| I1 , А | |||||
| Экспе- | Р1 , Вт | ||||
| римент | U2 , В | . . . | |||
| I2 , А | 0 | ||||
| Р2 , Вт | 0 | ||||
| Расчет | h , % | ||||
При проведении эксперимента целесообразно задавать режимы работы трансформатора с примерно равными интервалами изменения I2 в диапазоне от 0 (режим ХХ) до величины, близкой к 1.2I2Н , подбирая соответствующие значения RН . Учтите при этом, что ориентировочное значение RН , при котором I2 будет иметь требуемое значение, можно определить из выражения:
, Ом.
При расчетах используйте также формулу:
, %.
Сравнить полученные характеристики трансформатора со справочными можно, используя соответствующие пункты подменю «Характеристики холостого хода», «Характеристики короткого замыкания» и «Внешняя характеристика» пункта главного меню «Характеристики».
Вопросы для самоконтроля
1. Расскажите о назначении, конструктивном устройстве и принципе действия однофазного двухобмоточного трансформатора.
2. Почему при изменении нагрузки магнитный поток в сердечнике трансформатора практически не изменяется по величине?
3. Напишите систему основных уравнений трансформатора. Что такое приведенный трансформатор? Напишите систему уравнений приведенного трансформатора.
4. Что такое схема замещения трансформатора? Каков физический смысл входящих в нее сопротивлений?
5. Как проводятся опыты ХХ и КЗ?
6. Как экспериментальным путем определить коэффициент трансформации трансформатора?
7. Как по результатам опытов ХХ и КЗ определить параметры схемы замещения трансформатора?
8. Как снимаются характеристики ХХ трансформатора? Поясните вид этих характеристик.
9. Как снимаются характеристики КЗ трансформатора? Поясните вид характеристик КЗ.
10.Какие виды потерь имеют место в трансформаторе и как они влияют на его КПД?
11.Как выглядят внешние характеристики трансформатора малой мощности при различном характере нагрузки?
|
|
| Расчет электрических цепей Перевод земель: земельные участки Нижний Новгород . Участки Нижнего Новгорода. Цепи постоянного и переменного тока Расчёт трёхфазных электрических цепей Законы Кирхгофа и расчёт резистивных электрических цепей Расчёт магнитной цепи Расчёт электрического поля Сборник заданий по ТОЭ Явление электромагнитной индукции и магнитные цепи Электрические цепи постоянного тока Электрические цепи переменного тока Баланс мощностей Граф электрической цепи Лекции по курсу основы электротехники |