Лабораторная 5 по электротехнике. исследование трансформатора в линейном режиме
 Скачать 190.95 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»  Инженерная школа информационных технологий и робототехники Направление подготовки: Информационные системы и технологии ОТЧЁТ по лабораторной работе №5 «ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА В ЛИНЕЙНОМ РЕЖИМЕ» По дисциплине Электротехника Вариант № Выполнили: студенты гр. 8И11 __________ ________ Сергеев Д.С Мунько Д.С. Колесов И.А. Подпись Дата И.О. Фамилия Проверил: Доктор физ.-мат. наук, __________ __________ Исаев Ю.Н. профессор (ОЭЭ, ИШЭ) Подпись Дата И.О. Фамилия Томск 2022 Цель работы: научиться определять параметры двухобмоточного трансформатора и строить его векторные диаграммы при различных нагрузках. Пояснения к работе: Трансформатор предназначен для преобразования величин переменных токов и напряжений при неизменной частоте. В простейшем случае он представляет собой две обмотки на замкнутом сердечнике из ферромагнитного материала. Обмотка трансформатора, к которой подводится питание, называется первичной, другая обмотка, к которой присоединяется нагрузка, – вторичной. Передача энергии из одной цепи в другую происходит благодаря явлению взаимной индукции. Если сердечник во всех режимах работы трансформатора от холостого хода до короткого замыкания ненасыщен, то параметры трансформатора можно считать неизменными. Схема замещения такого линейного трансформатора представлена на рис. 5.1. При выбранных положительных направлениях токов уравнения состояния трансформатора в комплексной форме записи имеют вид:  Здесь L1 и L2 – индуктивности катушек; R1 и R2 – их активные сопротивления; М – взаимная индуктивность. Этим уравнениям соответствует качественная векторная диаграмма трансформатора при произвольной нагрузке (ϕН > 0), представ- ленная на рис. 5.2. Если начать построения с контура cfdc и принять в нем, то  1 =  , то  Затем  Тогда  Далее  и, наконец,  В режиме холостого хода трансформатора (ZН → ∞ , I2 = 0) его уравнения упрощаются и приводятся к следующим формулам для определения параметров первичной обмотки трансформатора (предполагается, что величина R известна):  Взаимная индуктивность  Если катушки, образующие трансформатор, одинаковы, то R = R2 = R1 , L = L2 = L1. Коэффициент трансформации   Экспериментальная часть   1. Омметром измерить активное сопротивление R обмотки трансформатора. Вольтметром измерить фазное напряжение U1 источника. Результаты измерений внести в табл. 5.2. 2. Собрать цепь по схеме рис. 5.3, а, подключить к источнику питания и показания приборов внести в табл. 5.3 (холостой ход). 3. По результатам измерений в режиме холостого хода определить параметры схемы замещения трансформатора Z1X , ХL , L, ХМ , M , а за- тем и его коэффициент трансформации nT. Результаты расчета внести в табл. 5.2.  4. Выполнить измерения в режимах короткого замыкания трансформатора, при емкостной и активной нагрузках (схемы рис. 5.3, б, в, г) и показания приборов внести в табл. 5.3.  5. Вычислить падения напряжения на элементах схемы замещения трансформатора во всех исследуемых режимах работы. Результаты вычислений внести в табл. 5.4. Значения токов и напряжения U2 брать из табл. 5.3, а сопротивлений – из табл. 5.2.   6. Построить топографические диаграммы напряжений и совмещенные с ними лучевые диаграммы токов для всех проведенных опытов, используя данные табл. 5.2. Указания: во всех режимах, кроме холостого хода, построение векторной диаграммы следует начинать с тока I2; значения входного напряжения и напряжения взаимной индукции U2M = XM I1 , внесенные в табл. 5.4, следует определить из диаграмм; сравнить значения входного напряжения U1, полученные из опыта и из векторных диаграмм для каждого случая. 7. Из векторной диаграммы для активной нагрузки определить угол сдвига фаз ϕ1 между входными напряжением  1 и током 1 . Вычислить к.п.д. трансформатора в этом режиме по формуле. 8. Подсчитать отношение U1 / U2 при емкостной нагрузке и сравнить с коэффициентом трансформации. 9. Сделать выводы по работе. Место для решения: Вывод |