Главная страница
Навигация по странице:

  • ПРАВИЛА РАБОТЫ

  • Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 2.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА Цель работы

  • Предварительное задание к эксперименту

  • Мет 1. Практикум для студентов электротехнических специальностей. Электрические машины Сост. И. В. Новаш и др. под ред. Ю. А. Куварзина, Ю. В. Бладыко. Минск бнту, 2008. 100 с


    Скачать 0.49 Mb.
    НазваниеПрактикум для студентов электротехнических специальностей. Электрические машины Сост. И. В. Новаш и др. под ред. Ю. А. Куварзина, Ю. В. Бладыко. Минск бнту, 2008. 100 с
    Дата09.02.2018
    Размер0.49 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаМет 1.doc
    ТипПрактикум
    #36145
    страница2 из 5
    1   2   3   4   5


    ISBN 978-985-479-709-0 (Ч.2).
    Настоящий лабораторный практикум предназначен для студентов электротехнических специальностей при выполнении лабораторных работ по курсам «Электротехника», «Электротехника и основы электроники», «Электротехника, электрические машины» и включает 10 работ по разделам: «Трансформаторы», «Асинхронные машины», «Ма-шины постоянного тока», «Синхронные машины», «Электропривод».

    Каждая лабораторная работа содержит общие сведения, предварительное задание к эксперименту, порядок выполнения работы, указания о содержании отчета, контрольные вопросы.

    Расчет предварительного задания к эксперименту должен производиться в период подготовки к занятиям; полученные результаты проверяются опытным путем в процессе выполнения работы.

    Лабораторные работы, вошедшие в настоящий практикум, подготовили: Полуянов М.И., Счастная Е.С. – 2.1; Домников С.В. – 2.2.;
    Розум Т.Т. – 2.3, 2.8, 2.9; Михальцевич Г.А. – 2.4; Мороз Р.Р. – 2.5; Згаевская Г.В., Новикова Л.И. – 2.6; Устимович В.А. – 2.7; Новаш И.В. – 2.10.

    При подготовке некоторых лабораторных работ были использованы труды В.С. Лившица, являющегося разработчиком универсального стенда по электрическим машинам.

    ISBN 978-985-479-304-7  БНТУ, 2008

    ПРАВИЛА РАБОТЫ


    В ЛАБОРАТОРИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ


    1. К работе в лаборатории студенты допускаются только после инструктажа по технике безопасности.

    2. Каждый студент должен подготовиться к занятию по данному учебному изданию и рекомендуемой литературе: выполнить предварительный расчет к эксперименту, начертить необходимые схемы, графики и таблицы. Не подготовившиеся студенты к занятиям не допускаются.

    3. Перед сборкой электрической цепи необходимо убедиться в отсутствии напряжения на элементах цепи.

    4. Сборку цепи следует начинать от зажимов источника, прежде всего собрать цепи тока, а затем – цепи напряжения.

    5. Перед включением источника питания на регулируемых элементах должны быть установлены заданные параметры, а регулятор ЛАТРа должен находиться в нулевом положении.

    6. Включение цепи под напряжение производится только после проверки ее преподавателем или лаборантом.

    7. Изменения в структуре цепи производятся при отключенном источнике питания.

    8. Согласно программе работы сделать необходимые измерения и заполнить соответствующие таблицы.

    9. Показать результаты преподавателю и получить разрешение на разборку цепи.

    10. Привести в порядок рабочее место: разобрать цепи, аккуратно сложить провода.

    11. Оформить отчет о выполненной работе согласно требованиям к содержанию отчета в конкретной работе.

    12. Представить отчет о работе преподавателю, ответить на контрольные вопросы, получить зачет по выполненной работе и задание к следующему занятию.



    Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 2.1
    ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
    Цель работы: изучение устройства и принципа действия трансформатора; построение схемы замещения и эксплуатационных характеристик трансформатора.

    Общие сведения



    Трансформатор – это электромагнитный аппарат для преобразования в цепях переменного тока электрической энергии с одним соотношением напряжения и тока в электрическую энергию с другим соотношением напряжения и тока при неизменной частоте. Он позволяет передавать от источника приемникам одну и ту же мощность при разных напряжениях и токах S= U1I1 = U2I2.

    Трансформатор имеет замкнутый сердечник (магнитопровод), на котором находятся две (или более) обмотки, выполненные изолированным медным или алюминиевым проводом (рис. 1.1). Сердечник, собранный из тонких пластин или лент электротехнической стали с хорошей магнитной проницаемостью, служит для усиления магнитной связи между обмотками. Обмотку, подключаемую к источнику преобразуемой энергии, называют первичной (w1), обмотку, к которой подключают приемник, – вторичной (w2).

    Рис. 1.1

    Переменное напряжение источника u1 вызывает в первичной обмотке ток i1, который возбуждает магнитный поток. Основная часть потока (Ф) замыкается по магнитопроводу и наводит в обмотках ЭДС:
    .
    При потоке, изменяющемся с угловой частотой  = 2fпо синусоидальному закону Ф = Фm sin t, действующие значения ЭДС
    ; .
    Отношение ЭДС обмоток
    = w1w2
    называется коэффициентом трансформации.

    Для определения технико-экономических показателей, построения характеристик отдельных трансформаторов и электропередач, в которых они используются, анализа аварийных режимов в таких системах и в других случаях необходима схема замещения трансформатора (рис. 1.2), являющаяся его электрической моделью. Физическая модель (см. рис. 1.1) с указанием номинальных параметров и конструктивных данных магнитопровода и обмоток трансформатора делает такие расчеты излишне сложными, неточными, а часто и невозможными.

    Рис. 1.2

    Параметры схемы замещения трансформатора (см. рис. 1.2) вычисляются по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

    В опыте холостого хода к первичной обмотке подводится номинальное напряжение U1ном = U1х, а вторичная обмотка размыкается
    (I= 0). В опыте измеряются ток первичной обмотки I1х, потери мощности в трансформаторе Рхи напряжение на вторичной обмотке U2х.

    Ток холостого хода I1ху мощных трансформаторов составляет 1…5 % от номинального тока I1ном, у трансформаторов малой мощности – до 40 %, и в паспортных данных трансформатора указывают его процентное значение:
    ix % = (I / I1ном)100 %.
    Такой небольшой ток создает ничтожно малые потери мощности в первичной обмотке (пропорциональные квадрату тока), следовательно, потери холостого хода Рх  это магнитные потери в стали сердечника, пропорциональные квадрату магнитного потока, а значит, квадрату напряжения: Рх = Pст . Кроме того, небольшой ток холостого хода в небольших сопротивлениях первичной обмотки создает незначительные падения напряжения, вследствие чего U1x = U1ном Е1ном (отличие между ними не превышает 1 %), а U2x = E2ном, так как I2x = 0.

    По результатам измерений вычисляются:
    ; ; ; .
    Сопротивления Rx, Xx, Zx заменяют таким образом сердечник транс-форматора: Rx – потери мощности, а Хх– индуктивное сопротивление первичной обмотки, создаваемое основным магнитным потоком.

    В опыте короткого замыкания вторичную обмотку замыкают накоротко, а на первичную обмотку подают такое пониженное напряжение U1к, при котором токи в обмотках равны номинальным значениям I1ном и I2ном. Относительное значение
    uк = U  100 %  U1ном

    называют напряжением короткого замыкания. Оно составляет 5…10 % и характеризует внутреннее падение напряжения в трансформаторе.

    В опыте короткого замыкания измеряются токи обмоток I1к = I1ном, I2к = I2ном, а также напряжение U1к и потери мощности Рк. Так как U1к << U1ном, то потери мощности в магнитопроводе, пропорциональные квадрату приложенного напряжения, ничтожны. И поскольку токи в обмотках равны номинальным значениям, то потери Рк– это мощность потерь в обмотках трансформатора.

    По данным опыта короткого замыкания вычисляются:
    , , .
    Данные сопротивления заменяют собой обе обмотки трансформатора. Чтобы разделить сопротивления обмоток, учитывают, что реальные сопротивления обмоток с разными номинальными напряжениями и токами имеют различные значения, но потери мощности в них и относительные потери напряжения (отнесенные к номинальным величинам) примерно одинаковы. Следовательно, по значимости, оцениваемой потерями мощности и относительными потерями напряжения, обе обмотки равноценны. Эти обстоятельства позволяют приравнять сопротивления одной (обычно первичной) обмотки к приведенным сопротивлениям другой (обычно вторичной) обмотки:
    ; ; .
    Кроме сопротивлений приводятся также напряжения, ЭДС и токи:
    ; ; .
    С учетом приведения сопротивления обмоток равны
    ; ; .
    По рассчитанным параметрам строится схема замещения трансформатора (см. рис. 1.2). Так как для расчета схемы замещения использованы данные опытов холостого хода и короткого замыкания, то потери мощности в этих опытах, ток холостого хода (в процентах от номинального тока первичной обмотки) и напряжение короткого замыкания являются обязательными паспортными данными каждого трансформатора.

    Эксплуатационные характеристики трансформатора строят в функции от коэффициента нагрузки. По паспортным данным расчет зависимости вторичного напряжения , коэффициента мощности , КПД  от тока нагрузки I2 или коэффициента нагрузки выполняют по следующим формулам:
    1) ,
    где активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания равны
    ; ;
    2 – угол сдвига фаз между напряжением и током приемника;
    2) ;
    ;
    ,
    где Sном  полная номинальная мощность;

    3) .
    Типичный вид этих характеристик приведен на рис. 1.3. КПД имеет наибольшее значение при равенстве постоянных Рх и переменных 2Pк потерь:
    .

    Характеристики трансформаторов небольшой мощности, имеющих обычно низкий КПД, можно получить методом непосредственной нагрузки (рис. 1.4), что и предполагается в данной работе. Измерительные приборы в цепях первичной и вторичной обмоток позволяют измерить напряжения, токи, мощности, затем рассчитать коэффициент мощности и КПД (при активной нагрузке ).
    Предварительное задание к эксперименту
    По паспортным данным трансформатора (табл. 1.1) определить коэффициент трансформации n, номинальные токи первичной и вторичной обмоток I1ном и I2ном, их активные R1, R2 и реактивные X1, Х2 сопротивления, сопротивления холостого хода Rх, Хx, а также коэффициент нагрузки , при котором КПД трансформатора максимален. Результаты расчета записать в табл. 1.2.
    Т а б л и ц а 1.1


    Данные

    S, ВА

    U1, В

    U2, В

    Рx,Вт


    Рк, Вт

    uк, %

    ix, %

    Паспортные

    1000

    220

    127

    25

    30

    3,5

    20

    Опытные

    1000

    220















    1   2   3   4   5


    написать администратору сайта