Материал: Однофаз
График зависимости К.П.Д. от коэффициента загрузки |
||||
приведен на рисунке 4. К.П.Д. имеет максимум при K |
3 |
= |
P10 . |
|
|
|
|
P1k |
|
|
|
|
|
|
hmaxηmax |
U2,h |
|
|
|
|
|
|
|
|
U20 |
η |
|
|
|
h |
|
|
|
|
U20 |
|
|
|
|
U2 |
|
|
|
|
U2ноном |
|
U22 |
|
|
|
|
|
||
0 |
1,0 |
|
KЗ |
|
|
k3 |
|
||
|
1,0 |
|
|
|
Рисунок 4.Зависимости К.П.Д. и вторичного напряжения от |
||||
|
коэффициента загрузки |
|
|
|
Внешняя характеристика трансформатора.
Относительное изменение вторичного напряжение трансформатора определяется по формуле:
∆U |
% = |
U20 −U2ном |
100% . |
(26) |
|
||||
2 |
|
U20 |
|
|
|
|
|
||
Причинами изменения вторичного напряжения трансформатора является падение напряжения вследствие активного и индуктивного сопротивления в обмотках, которое, как и потери напряжения в линии передачи можно вычислить по формуле:
∆U2′% = [Uak cosϕ2 +Upk sinϕ2 ]K3 , |
(27) |
где Uak = Uk cosϕk ;Upk = Uk sinϕ2 определяются на основании
опыта короткого замыкания.
Внешняя характеристика трансформатора, которая показывает зависимость изменения вторичного напряжения от величины нагрузки, показана на рисунке 4.
|
|
|
|
|
|
|
Tp |
|
|
A2 |
|
|
K1 |
К.З. |
|||
|
|
A1 |
|
|
W |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X.X.K2 |
|
|
R1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K3 |
|
|
1010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
V1 |
|
|
|
|
|
|
|
V2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1010 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K4 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K5 |
|
|
1010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R5 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 5. Схема экспериментальной установки
Схема установки и порядок выполнения работы.
1.Исследовать схему однофазного двухобмоточного трансформатора, представленную на рисунке 5.
2.Установить режим холостого хода. Ключи K1, K2 , K3, K4 , K5
разомкнуты. Включить трансформатор магнитным пускателем в сеть и произвести измерения напряжений, токов, мощности.
3. Исследовать трансформатор в нагрузочном режиме при работе на активную нагрузку. Последовательно замыкая ключи
K2 ,K3, K4 , K5 произвести измерения.
4.Установить режим опытного короткого замыкания. Ключ
K1 замкнуть и произвести измерения. Результаты измерений внести в таблицу 1.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
Измеряемые |
U1 |
|
|
|
|
I1 |
|
|
|
|
|
P1 |
|
|
|
|
U2 |
|
I2 |
|||
|
|
величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Приборы |
V1 |
|
|
|
|
А1 |
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
V2 |
|
А2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Размерность |
В |
|
|
|
|
мА |
|
|
|
Вт |
|
|
В |
|
мА |
|||||||
1 |
|
Режим Х.Х. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
Нагрузочный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
режим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
Режим К.З. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. По данным измерений в режиме холостого хода рассчитать |
||||||||||||||||||||||
|
коэффициент трансформации Ктр и cosφ10 согласно выражениям: |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
K |
|
= |
U1 |
, |
cosϕ |
= |
|
P10 |
. |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
тр |
|
U2 |
|
|
|
|
10 |
U |
10 |
I |
10 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Результаты занести в таблицу 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
6. По данным измерений в нагрузочном режиме рассчитать |
||||||||||||||||||||||
|
Ктр, cosφ1, η по формулам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
cosϕ = |
P1 |
|
, η = |
P2 |
|
, |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
U |
1 |
I |
1 |
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
где P2 =U2I2 ,
так как нагрузка чисто активная. Результаты занести в таблицу 2.
7. Рассчитать cosφ1 для измерений в режиме короткого замыкания.
|
|
|
|
Таблица 2 |
№ |
Величина |
cosφ1 |
η |
Ктр |
1 |
Режим Х.Х. |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
Нагрузочный |
|
|
|
4 |
режим |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
6 |
Режим К.З. |
|
|
|
8. Построить графики зависимостей cosφ1, U2, η от I2.
Содержание отчёта
1.Титульный лист.
2.Цель работы.
3.Схема экспериментальной установки
4.Результаты измерений (таблица 1).
5.Результаты расчётов (таблица 2).
6.Совмещённые графики зависимостей cosφ1, U2, η от I2.
7.Выводы.
Контрольные вопросы
1.Каковы назначение и принцип действия трансформатора?
2.Какие виды трансформаторов применяются в промышленности?
3.Дать определение коэффициента трансформации и записать его аналитическое выражение.
4.Определить параметры, влияющие на магнитный поток в трансформаторе, изменяется ли он и при изменении нагрузки?
5.Охарактеризуйте режим холостого хода трансформатора.
6.Охарактеризуйте режим короткого замыкания трансформатора (опытного, эксплуатационного).
7.Какова физическая сущность внешних характеристик трансформатора при различных видах нагрузки (активной, ёмкостной)?
8.Какие виды потерь энергии наблюдаются в трансформаторе?