3.1. Ознайомтеся з розташуванням на панелі лабораторного стола затискачів вимикача QF джерела напруги (клеми А, В, С і N) та трансформатора (клеми А, Х, а та х). Перевірте дієздатність приєднувальних затискачів і запам’ятайте положення “Ввімкнено” і “Вимкнено” на вимикачі QF.
3.2. Виберіть необхідні для дослідів прилади, визначте їх тип, систему, номінали шкал, клас точності та встановіть їх відповідність вимогам, вказаним в описі установки. Заповніть таблицю приладів (табл. 7.1). Зверніть увагу на розміщення на панелі ватметра генераторних (позначені зірками) і навантажувальних затискачів І та U його обмоток.
Таблиця 7.1
Характеристика електровимірювальних приладів (приклад)
| Назва приладу | Марка | Система | Клас точності | Межа вимірювання | Ціна поділки | Заводський номер |
| Вольтметр | Э545 | Електромагнітна | 0,5 | 0-150- 300 | 2 В/под. | №……. |
| Амперметр | Э539 | Електромагнітна | 0,5 | 0- 0,5 -1 | 0,005 А/под. | №……. |
| Амперметр | Э519 | Електромагнітна | 0,5 | 0- 2,5 -5 | 0,025 А/под. | №……. |
| Ватметр | Д535 | Електродинамічна | 0,2 | 0-75-150- 300 В 0- 2,5 -5 А | 5 Вт/под. | №……. |
Хід виконання роботи
4.1. Дослід холостого ходу. Для проведення досліду при вимкненому вимикачі QF, складіть схему, показану на рис. 7.2. Для цього сполучіть за допомогою провідників:
- між собою затискач фази А джерела напруги та генераторні затискачі ватметра PW;
- затискач «І» ватметра - із клемою А трансформатора;
- затискач фази С джерела напруги — із затискачем «U» ватметра та, через амперметр РА (з малими межами струмів), із клемою Х трансформатора;
- клеми А та Х – із вольтметром РV1, а клеми а та х– із вольтметром РV2.
4.2. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть вимикач QF.
Зверніть увагу, що електрична енергія у трансформаторі передається від первинної обмотки до вторинної електромагнітним шляхом. Тому при вмиканні первинної обмотки до мережі змінного струму напругою U 1, в обмотці протікатиме струм І 1, який створює замкнений в осерді потік F1.
Якщо U 1 і I 1 синусоїдні, то, нехтуючи насиченням сталевого магнітопроводу, вважатимемо, що потік Ф також буде змінюватися за синусоїдним законом:
.
Цей потік зчеплений з обома обмотками та індукує в кожній з них зміну ЕРС: у первинній – ЕРС самоіндукції Е 1, у вторинній – ЕРС взаємоіндукції Е 2, діючі значення яких будуть:
;
,
де w 1, w 2 – кількість витків відповідно первинної та вторинної обмотки трансформатора; ф m – амплітуда магнітного потоку, Вб.
Враховуючи, що wФ m = 2p f Ф m = Em,, то, перейшовши від амплітудних значень до діючих –
,
одержимо рівняння трансформаторних ЕРС у вигляді:
,
.
тут ƒ- частота змінного струму мережі, Гц.
При замиканні вторинної обмотки трансформатора на навантаження z н в обмотках будуть діяти синусоїдні струми I 1 та I 2. При цьому навантаження буде знаходитися під напругою U 2, значення якої визнається величиною ЕРС E 2. Діючі значення напруг, струму та величину активної потужності, що споживається трансформатором визначають за показами вимірювальних приладів.
4.3. Запишіть покази амперметра РА, РV1, PW та РV2 у відповідні прографи таблиці 7.2 та вимкніть вимикач QF.
Таблиця 7.2
Результати досліду холостого ходу трансформатора
| Показання приладів | Дані розрахунку | ||||||||
| U1 | U20 | Іо | Ро | К | Io % | ||||
| C= В/под | C= В/под | C= A/под | C= Вт/под | ||||||
| под. | В | под. | В | под. | А | под. | Вт | - | % |
| NU | NU×Cu | NU | NU×Cu | NI | NI×CI | NW | NW×CW |
4.4. Дослід короткого замикання. Зауважимо, що дослід короткого замикання є стандартним дослідом випробовування електричних машин і апаратів, зокрема трансформатора і не має ніякого відношення до аварійного режиму – короткого замикання. При проведенні цього досліду вторинну обмотку трансформатора замикають на коротко, а до його первинної обмотки за допомогою дільника напруги ДН підводять таку напругу Uкз, при якій I1 = I1н. За таких умов у вторинній обмотці апарата буде діяти струм I2 = I2н. Формально це струм короткого замикання, але оскільки Uкз << U1н і, отже, Е2 << Е2н, його значення набагато менше від аварійного струму короткого замикання. Завдяки цьому дослід є безпечним.
Для проведення досліду при вимкненому вимикачі QF, складіть схему, показану на рис. 7.3. Для цього сполучіть з допомогою провідників:
- між собою затискач фази А джерела напруги та генераторні затискачі ватметра PW;
- затискач «І» ватметра із клемою А трансформатора;
- затискачі однофазного джерела низької напруги (36 В) – з нерухомими контактами Х1 та Х2 повзункового реостата RR, а його рухомий контакт X3 – із затискачем ”U” ватметра та через амперметр РА - з клемою Х трансформатора;
- клеми А та Х – із вольтметром РV, а клеми а та х – між собою.
- встановіть повзунок Х3 реостата RR у положення, при якому покази вольтметра дорівнюватимуть нулю (біля контакту Х1);
- виставте на ватметрі межі вимірювання: 75 В (напруга) і 2,5 А (струм).
4.5. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть вимикач QF і, переміщуючи повзунок ПН, збільшіть підведену до первинної обмотки напругу так, щоб в первинній обмотці проходив її номінальний струм.
4.6. Запишіть покази приладів РА, РV та PW у відповідні прографи таблиці 7.3 та вимкніть вимикач QF.
Таблиця 7.3
Результати досліду короткого замикання вторинної обмотки трансформатора
| Покази приладів | Дані розрахунку | Примітка | ||||||||||||
| Uкз | Ікз | Ркз | rкз | Хкз | Zкз | Uкз% | Ua% | Up% | DU2% | |||||
| CU= B/под. | CI= А/под. | CW= Вт/под. | ||||||||||||
| под. | B | под. | А | под. | Вт | Ом | Ом | Ом | % | % | % | % | ||
| NU | NU×Cu | NI | NI×CI | NW | NW×CW | |||||||||
4.7. Покажіть результати дослідів викладачеві та з його дозволу розберіть схему установки.
