Холостой ход трансформатора

Холостым ходом (х.х.) называется режим работы трансформатора, когда его первичная обмотка присоединена к сети переменного тока, а вторичная - разомкнута.

Короткое замыкание трансформатора

Под опытом короткого замыкания трансформатора понимается такой режим, при котором его вторичная обмотка при испытании замкнута накоротко, а первичной обмотке подведено пониженное напряжение . Параметры схемы замещения трансформатора определяют по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

При опыте холостого хода к первичной обмотке подводят напряжение U_1X= U_hom, измеряют P_1X, I_1X и U_1X- (Вместо P_1X можно измерить ф_1X - угол сдвига фаз между входными напряжением и током).

Опыт короткого замыкания проводят при пониженном напряжении U_1K, при котором токи обмоток достигают номинальных значений I_1K = I_1HOM, I_2K ≈ I_HOM Измеряют P_1K (либо (φ_1K), I_1K,U_1K, I_2K.

Векторная диаграмма для схемы замещения строится исходя из уравнений, составленных по первому и второму законам Кирхгофа:

Можно предложить следующую последовательность при построении (рис. 8).

В произвольно выбранном направлении строим вектор напряжения на нагрузке U^'₂ = K_TPU_H и под углом φ к нему вектор тока нагрузки I'₂ -I_H / К_TP (рис. 11.2). На рисунке принято φ_H >0. Из конца вектора U'₂ строим векторы R'₂ 1'₂ (параллельно I'₂) и X'_S2I'₂ (перпендикулярно I'₂). Полученная сумма равна напряжению U₀. Вектор магнитного потока Ф отстает от него на 90°.

Далее под углом φ_1X к вектору U₀ строим вектор I₀≈ I_1Xи находим вектор тока I₁ как сумму I '₂ и I.₀

 

Затем от конца вектора U₀ откладываем падения напряжений R₁I₁(параллельно I₁) и X_S1I₁ (перпендикулярно I₁) и находим U₁ как сумму этих трех векторов

Экспериментальная часть

Задание

Проделайте опыты холостого хода и короткого замыкания, определите параметры Т-образной схемы замещения, сделайте измерения первичных и вторичных величин при заданной нагрузке и постройте векторную диаграмму

Порядок выполнения работы

• Соберите трансформатор с числом витков w₁= 300. Номинальные параметры этого трансформатора при частоте 50 Гц приведены в табл. 11.1

 

 

Таблица 11.1

w	UH B	IH,мА	R, Ом	SH,BA
			4,8	1,4

 

• Соберите цепь по схеме (рис. 11.3), где сопротивление R_ДОБ служит для
ограничения тока в опыте короткого замыкания и в первом опыте нужно вставить
вместо него перемычку.

 

 

 

Проделайте опыт короткого замыкания. Для этого вставьте добавочное сопротивление R_ДОБ = 22 Ом и перемычку между выходными зажимами. Подберите более точно R_доб так, чтобы ток I₁ был примерно (с точностью ±5%)равен номинальному току (200 мА) обмотки 300 витков.Дляэтогоможноиспользоватьпараллельноеилипоследовательноесоединениесопротивлений,имеющихся в наборе. Запишите результаты измерений.

• Замените R_доб снова на перемычку и подберите сопротивлениеR_H так, чтобы токи были близкими к номинальным (с точностью ±20%). Сделайте измерения и запишите результаты в таблицу

 

 

Таблица 11.2

	U1, В	U2 B	I1, mА	I2, mА	Р1 Вт	Р2, Вт
Опыт х.х.
Опыт к.з.
Нагрузочный режим

Сделайте расчет параметров Т-образной схемы замещения трансформатора и запишите результаты в табл. 11.3.

 

Таблица 11.3

 

 

•

 

 

Сделайте необходимые расчеты и постройте на рис.11.3 векторную диаграмму в нагрузочном режиме. Сравните величину напряжения U₁, полученную построением с измеренным значением

 

 

 

 

Контрольные вопросы:

1. Назначение трансформатора

2.Устройство трансформатора

3.Объяснить принцип работы трансформатора

4. Как определить коэффициент трансформации

5. Какую роль в трансформаторе выполняет сердечник?

6. Будет ли работать трансформатор в цепи постоянного тока?

7. Чем отличаются режимы короткого замыкания и холостого хода трансформатора?

Список рекомендуемой литературы

1. Герасимов В.Г., Кузнецов Э.В., Николаева О.В. и др. Электротехника и электроника. В 3 кн: Учебник для студентов неэлектротехнических специальностей вузов. Кн. 1. Электрические и магнитные цепи. М.: Энергоатомиздат, 1996.

2. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н. Электротехника: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей вузов. М.: Энергоатомиздат, 1990.

3. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Матерников В.Е. Электротехника: Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1990.

4. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей вузов.6-е, перераб..- М: Высшая школа,1999.

5.Жаворонков М.А., Электротехника и электроника: Учебное пособие для техн. отд-ний гуманит.вузов и вузов неэлектротехн. профиля/М.А.Жаворонков, А.В.Кузьмин. – М.:Academia,2005.

 

Лабораторные работы по электротехнике для неэлектротехнических специальностей.

Составители: Федоров К.А.,

Былкова Н.В.,

Мангадаев А.М.,

Сультимова В.Д.

 

 

Подписано в печать 8.10.2007 г. Формат 60х84 1/16

Усл.п. л. 4,65 Тираж 150 экз. Заказ № 198

 

Издательство ВСГТУ.

670013. г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40, в.

 

© ВСГТУ, 2007 г.