Ход работы
1. Определение активное сопротивление обмоток трансформатора. Данные измерений и расчетов заносим в таблицу 1.
Таблица 1
N | U | I | r 0 | θ | r 75 | r |
- | В | А | Ом | град | Ом | Ом |
Первичная обмотка | ||||||
2,2 | 2,9 | 0,758 | 1,052 | 1,1572 | ||
1,4 | 1,8 | 0,778 | 1,08 | 1,188 | ||
1,3 | 0,769 | 1,0673 | 1,174 | |||
Вторичная обмотка | ||||||
0,6 | 1,3 | 0,461 | 0,64 | 0,704 | ||
0,9 | 2,1 | 0,428 | 0,594 | 0,6534 | ||
1,2 | 2,7 | 0,444 | 0,616 | 0,6776 |
Расчетные зависимости: ,
где омическое сопротивление фазы трансформатора;
θ – температура окружающей среды; α =0,004 − температурный коэффициент сопротивления меди.
Первичная обмотка:
Вычисляем сопротивление фазы трансформатора:
1)
2)
3)
Вычисляем сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к рабочей температуре :
1) ;
2) ;
3) ;
Вычисляем активное сопротивление по формуле:
где - коэффициент сопротивления, учитывающий увеличение потерь в проводниках при переменном токе вследствие появления вихревых токов.
1)
2)
3)
Определяем среднеарифметическое значение активного сопротивления:
Вторичная обмотка:
Вычисляем сопротивление фазы трансформатора:
4)
5)
6)
Вычисляем сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к рабочей температуре :
4) ;
5) ;
6) ;
Вычисляем активное сопротивление по формуле:
где - коэффициент сопротивления, учитывающий увеличение потерь в проводниках при переменном токе вследствие появления вихревых токов.
4)
5)
6)
Определяем среднеарифметическое значение активного сопротивления:
2. Опыт холостого хода. Данные измерений и расчетов заносим в таблицу 2.
Таблица 2
N | Измерено | |||||||||
U AB | U BC | U CA | U ab | U bc | U ca | I 0A | I 0B | I 0C | P 0 | |
В | В | В | В | В | В | А | А | А | Вт | |
0,042 | 0,042 | 0,042 | 4,35 | |||||||
0,035 | 0,035 | 0,035 | 2,25 | |||||||
0,03 | 0,03 | 0,03 | 1,95 | |||||||
86,6 | 86,6 | 86,6 | 0,026 | 0,026 | 0,026 | 1,35 | ||||
0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,825 |
Расчетные зависимости:
Вычислено | |||
U 1 | U 2 | I 0 | cosφ0 |
В | В | А | - |
0,042 | 0,27 | ||
0,035 | 0,186 | ||
0,03 | 0,206 | ||
86,6 | 0,026 | 0,2 | |
0,02 | 0,211 |
На основании полученных данных стоим характеристики
показанные на рисунке 1.
По данным опыта определяем параметры холостого хода:
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
Определяем коэффициенты трансформации трансформатора.
С достаточной точностью коэффициент трансформации может быть определен из опыта холостого хода по формулам:
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
4. Опыт короткого замыкания. Данные испытаний и расчетов занесены в таблицу 3.
Таблица 3
N | Измерено | Вычислено | |||||||||||
U AB | U BC | U CA | I A | I B | I C | P К | U 1К | I 1К | cosφК | r к | x к | z к | |
В | В | В | А | А | А | Вт | В | А | - | Ом | Ом | Ом | |
0,465 | 0,83 | 5,3 | 5,37 | ||||||||||
39,8 | 39,8 | 39,8 | 39,8 | 0,467 | 0,88 | 5,62 | 5,69 | ||||||
34,6 | 34,6 | 34,6 | 34,6 | 0,462 | 0,89 | 5,7 | 5,77 | ||||||
31,2 | 31,2 | 31,2 | 5,5 | 5,5 | 5,5 | 31,2 | 5,5 | 0,467 | 0,88 | 5,6 | 5,67 |
Расчетные зависимости: ; ;
На основания проведенного опыта определяется параметры короткого замыкания трансформатора: полное сопротивление короткого замыкания Z к, его активную r к и индуктивную x к составляющие, характеризующие сопротивление первичной и вторичной обмоток трансформатора:
1.
2.
3.
4.
По опытным и расчетным данным строим характеристики короткого замыкания (рис.2)
5. Снять данные и построить внешнюю характеристику трансформатора. Данные испытаний занесены в таблицу 4, данные расчетов - в таблицу 5.
Таблица 4
N | Измерено | |||||||||||||
U AB | U BC | U CA | U ab | U bc | U ca | I A | I B | I C | I a | I b | I c | P 1 | P 2 | |
В | В | В | В | В | В | А | А | А | А | А | А | Вт | Вт | |
1,2 | 1,2 | 1,2 | ||||||||||||
3,2 | 3,2 | 3,2 | ||||||||||||
2,85 | 2,85 | 2,85 | 4,8 | 4,8 | 4,8 | |||||||||
3,8 | 3,8 | 3,8 | 6,2 | 6,2 | 6,2 |
Расчетные зависимости:
На основании данных таблиц 5 строим внешнюю характеристику трансформатора U 2= f (I 2) (рис.3).
Таблица 5
Вычислено | |||||||
N | U 1 | U 2 | I 1 | I 2 | ηэкс | ηрасч | βηMAX |
- | В | В | А | А | - | - | - |
1,2 | 0,96 | 0,97 | 0,164 | ||||
3,2 | 0,996 | ||||||
2,85 | 4,8 | 0,972 | |||||
3,8 | 6,2 | 0,925 |
Внешняя характеристика позволяет определить изменение вторичного напряжения. Эта величина определяется в процентах от номинального напряжения:
Эта же величина может быть получена по формуле:
где активная составляющая напряжения короткого замыкания:
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:
Коэффициент мощности:
На основании данных холостого хода и короткого замыкания КПД трансформатора следует рассчитывать по формуле:
где коэффициент нагрузки:
мощность трансформатора:
Потери в стали, равные мощности трансформатора в режиме холостого хода при номинальном напряжение:
Потери короткого замыкания при номинальном токе.
Максимальное значение КПД трансформатора обычно достигает при нагрузке, составляющей (50-70%) от номинальной. При этом потери в меди обмоток трансформатора равны потерям в стали сердечника: