Практическая работа №10
Тема: Расчет номинальных параметров и построение внешней характеристики трехфазного трансформатора.
Цель работы: Изучить методику расчета номинальных параметров трансформаторов, методику построения внешней характеристики, научиться пользоваться справочной литературой.
Теоретическое обоснование работы
Рассматривая физические процессы, возникающие в трансформаторе, необходимо обратить особое внимание на то положение, что при изменении нагрузки трансформатора в широком диапазоне (от холостого хода до номинального режима) магнитный поток считается практически постоянным и равным магнитному потоку в режиме холостого хода. Это в свою очередь определяет постоянство потерь и стали, которые легко определяются из режима холостого хода. При рассмотрении режима "нормального" короткого замыкания получается, что магнитный поток в сердечнике трансформатора настолько мал, что можно им пренебречь, а следовательно при этом режиме потери в стали трансформатора практически равны нулю, а потери в меди (в обмотках) равны потерям при номинальной нагрузке трансформатора.
Величины токов, напряжений и мощностей, полученные из опытов холостого хода и короткого замыкания, позволяют определить основные параметры трансформатора.
Теория трансформатора полностью распространяется на автотрансформаторы и измерительные трансформаторы. Поэтому при их изучении следует обратить внимание на область их применения и особенности работы.
Основные формулы по разделу "Трансформаторы"
1. Электродвижущая сила:
/ 1/
где d – частота сети, гу;
W– число витков (для первичной обмотки W1, для вторичной обмотки W2);
Фм – максимальное значение магнитного потока, Вб.
2. Коэффициент трансформации:
/ 2 /
где Е - э.д.с. первичной и вторичной обмоток, В; - Е1 и Е2
W1 и W2 - число витков обмоток.
3. Уравнения, описывающие процесс работы трансформатора:
/3 /
где U1 – напряжение первичной обмотки трансформатора, В;
Е1 – э.д.с. первичной обмотки, В;
I1 – ток в первичной обмотке, А;
Z1 – поток сопротивления первичной обмотки (активное и индуктивное), Ом;
U2 – напряжение на выводах вторичной обмотки, В;
Е2 – э.д.с. вторичной обмотки, В;
I2 – приведенный ток вторичной обмотки, А;
Z2 – полное сопротивление вторичной обмотки (активное и индуктивное), Ом;
ZH – сопротивление нагрузки, Ом;
I0 – ток холостого хода, А.
4. Коэффициент нагрузки
/ 4 /
где I2 ном – номинальный ток нагрузки, А;
I2 – фактический ток нагрузки, А;
5. Изменение вторичного напряжения трансформатора.
/ 5 /
где U2 ном и U2 номинальное (при холостом ходе) и действительное (при нагрузке) вторичное напряжение, В, - U2 ном и U2
/ 6 /
где В – коэффициент нагрузки
Ua % и UP % - активные и реактивные падения напряжения, В,
φ2 – угол сдвига фаз между током нагрузки и напряжением вторичной обмотки, град.
6. КПД при номинальной нагрузке:
/ 7 /
КПД при действительной нагрузке:
/ 8 /
где Sном – номинальная мощность трансформатора, ВА
Cos φ2 – коэффициент мощности нагрузки
Р0 ном – потери холостого хода (потери в стали), ВТ
Рк ном – потери короткого замыкания (электрические потери, потери в обмотках), ВТ
β – коэффициент нагрузки.
