Исследование однофазного трансформатора

  • Вид работы:
    Практическое задание
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    14,2 Кб
  • Опубликовано:
    2013-03-07
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Исследование однофазного трансформатора














Лабораторная работа №1

Тема: «Исследование однофазного трансформатора.»

Цель: Научиться определять параметры трансформатора в различных режимах его работы.

Оборудование:

. Стенд СИПЭМ (трансформатор, сопротивление 1000 Ом на стенде, амперметры и вольтметры).

. Ваттметры - 2 шт.

ХОД РАБОТЫ.

. Построение схем.


В опыте холостого хода нагрузка была отключена.

В опыте короткого замыкания цепь первичной обмотки была включена на выход ЛАТРа, а нагрузка была соединена накоротко.

. Таблицы измерений.

Для опыта холостого хода:

Измерения

Вычисления

U1ном, В

I0, А

Р10, Вт

U20, В

Z0, Ом

Х0, Ом

R0, Ом

L, Гн

сos ф0

К

i0, %

P0, Вт

220

0.05

5

180

4400

4299.9

0.0005

1.4

1

0.(81)

100

11


Формулы расчётов:

Z0 = U0/I0 R0 = P0/(I0)2       X0 = Sqrt((Z0)2 - R0)   L = X0/2fп  K = U20/U10       cos ф0 = R0/Z0

i0 = (I0/I1ном)*100      P0 = U1ном*I0*Cos ф0

Для опыта короткого замыкания:

№ п/п

Измерения

Вычисления


U1кз, В

I1кз, А

I2кз, А

Р1кз, Вт

Zкз, Ом

Хкз, Ом

Rкз, Ом

uкз, %

сos фкз

Р`кз, Вт

u`кз, %

1

24

0.38

0.5

4

63.15

27.7

56.75

10.(90)

0.43

4.8

12.98


Формулы расчётов:


В следующих двух формулах будет использоваться следующая конструкция:

+ а(О2 - О1), где a - температурный коэффициент расширения металла, равный 0.04, а О2 - О1 - разность рабочей температуры трансформатора (75ос) и температуры в аудитории(25ос).

Так как все значения известны, то 1 + а(О2 - О1) = 1.2

Р`кз = 1.2*Р1кз

u`кз = (Sqrt((1.2*U1кз)2 - U1кз*(1 - сos фкз))/U1ном)*100

Характеристики построены не будут, так как был проведён лишь один опыт, соответственно график является точкой.

Для опыта с нагрузкой.

№ п/п

Измерения

Вычисления


U1, В

I1, А

Р1, Вт

U2, В

I2, А

Р2, Вт

Рпотерь, Вт

сos ф2

1

220

0.17

15

173

0.17

11

14

0.37

2

220

0.22

20

170

0.24

16

16

0.39

3

220

0.3

27

164

0.35

23

23

0.4

4

220

0.36

32

160

0.42

27

27

0.4

5

220

0.41

36

159

0.5

31

31

0.39


Формулы расчётов:

ф2 = P2/I2*U2     Pпотерь = U2*I2*сos ф2

Таблица значений графика для внешней характеристики:

B

сos ф2 = 1

сos ф2 = 0.8(инд.)

сos ф2 = 0.8(ёмк)

U2, В

dt U, %

U2, В

dt U, %

U2, В

0.34

1.69

177

3.34

174

-3.34

186

0.48

2.25

175.95

4.71

172.5

-4.71

188.49

0.7

3.28

174

6.88

167

-6.88

192

0.84

3.92

173

8.25

165

-8.25

194

1

4.68

172.56

9.83

162.8

-9.83

197.7


Формулы расчётов:

= 2*I2= U20*(1 - 0.01*dt U)U = B*u`кз*(0.43*сos ф2 - 0.9*sin ф2)

Таблица параметров для построения зависимости КПД трансформатора от нагрузки:

B

0.34

0.48

0.7

0.84

1

n

сos ф2 = 1

0.69

0.74

0.78

0.79

0.8


сos ф2 = 0.8

0.64

0.7

0.74

0.75

0.76

Формулы расчётов:

= 1 - (Р0 - B2*Ркз)/(B*Sном*сos ф2 + Р0 + B2*Ркз) B` = Sqrt(Рном/Р1кз) = 1.2

3. Построения графиков характеристик.

А - внешняя характеристика.

Б - характеристика зависимости КПД трансформатора от нагрузки.

трансформатор нагрузка обмотка замыкание

4. Анализ характеристик.

Из графика зависимости КПД трансформатора от нагрузки следует, что КПД трансформатора повышается с устремлением нагрузки к такому значению, что электрические потери в трансформаторе становятся равными магнитным потерям и достигает максимального значения при их равенстве.

. Выводы по работе.

Я овладел навыками измерения параметров трансформатора в его трёх режимах, подтвердил теоретические познания практическими, а также построил два графика: внешней характеристики и зависимости КПД от нагрузки.

. Ответы на вопросы:

А) Устройство и принцип действия трансформатора.

Трансформатор - это электротехническое устройство, служащее для преобразования переменного тока одной частоты, в таковой другой частоты с такой же частотой.

Он состоит из >=2 обмоток, расположенных на стержнях, соединёнными ярмом - это есть магнитопровод.

Для описания принципа действия я буду использовать однофазный двухобмоточный трансформатор.

Первичная обмотка, подключённая к источнику напряжения u1, создаёт ток i1, который создаёт в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф0, что пересекает витки первичной и вторичной обмотки, создавая в них е1 и е2. Под действием е2 во вторичной обмотке, замкнутой на нагрузку Z, наводится i2, с таким же направлением, как и у е2.

Б) Что такое коэффициент трансформации и как определить его опытным путём?

Коэффициент трансформации, опытным путём, определяется как частное напряжений второй и первой обмоток.

В) Почему мощность х.х. определяют как магнитные потери, а мощность к.з. - за электрические?

В режиме короткого замыкания отсутствует основной магнитный поток - а соответственно магнитные потери ничтожны, следовательно можно определить электрические потери. В режиме холостого хода основной магнитный поток создаётся только МДС первичной обмотки, соответственно можно успешно определить чистые магнитные потери.

Г) Почему при опыте к.з. ток в первичной обмотке достигает номинального значения, хотя напряжение в несколько раз меньше номинального?

Суть режима короткого замыкания такова, что замкнутая накоротко обмотка имеет сопротивление, стремящееся к нулю; соответственно и ток стремится к бесконечности - исходит из закона Ома. К счастью, технические ограничения конструкции трансформатора устанавливают предел тока короткого замыкания.

Д) Почему при нагрузке B > B` КПД трансформатора уменьшается?

Неравенство электрических и магнитных потерь начинает состояться тогда.

Е) Что определяется по значению напряжения к.з., когда учитывается?

Его процент от номинального напряжения - данный показатель позволяет судить об исправности трансформатора.

Ё) Зачем полученные значения опыта к.з. приводят к рабочей температуре?

Известно, что в режиме короткого замыкания ток имеет динамическое действие, т.е. трансформатор может взорваться, обмотки вылететь, а люди умереть. Соответственное действие протекает при соответственных электрических параметрах. А при рабочей температуре эти параметры выше. Производится предварительный расчёт, позволяющий предсказать протекание таких процессов при определённых значениях.

Похожие работы на - Исследование однофазного трансформатора

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!