Функциональная схема модели стенда, используемого для изучения характеристик трансформатора, показана на рис 5.2.
Рис.5.2. Функциональная схема модели стенда для изучения однофазного, двух обмоточного трансформатора.
На схеме изображены:
(~) –Генератор переменного напряжения.
– Вольтметр (V1) и амперметр (A1), измеряющие напряжение и ток в первич- ной обмотке трансформатора.
– Вольтметр (V2), входящий в состав измерителя активной мощности (Combi.m) и проградуированный в ваттах на вольт, то есть, например, показание (V2) 100 В должно записываться в таблицы как 100 Вт.
-Вольтметр (V3), входящий в состав фазометра и проградуированный в градусах на милливольт, то есть показания (V3) 30мВ должно записываться в таблице как 30 градусов,
–В цепи вторичной обмотки трансформатора включены: амперметр (A2) и вольтметр (V4), измеряющие ток и напряжение на выходе трансформатора..
–Переключатель (Spase), позволяющий отключать или подключать сопротивление нагрузки ([R]/100 Omh/100%) при опытах холостого хода и короткого замыкания.
–Резистор 10МОmh, используемый при опыте холостого хода и выключаемый при опыте короткого замыкания.
–Переключатель {Z}, позволяющий замыкать выводы вторичной обмотки трансформатора, При проведении исследований не используется и должен оставаться в разомкнутом положении.
5.4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
1. Ознакомиться с моделью стенда и порядком проведения измерений.
2. Подготовить исходные материалы для составления отчета по работе. Для чего на отдельных листках бумаги заполнить титульный лист с фамилией, именем и отчеством студента, выполняющего лабораторную работу. Затем написать название дисциплины, название и цель выполнения работы и выписать основные расчетные формулы.
3. Включить компьютер, запустить на выполнение программу «Eleсtronics Worсbench» и открыть файл «Lab.5.ewb».
4. ИЗМЕРИТЬ И ПОСТРОИТЬ ВНЕШНЮЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ ТРАНСФОРМАТОРА. Для построения внешней нагрузочной характеристики трансформатора и определения коэффициента полезного действия (кпд) η=P2/P1 установить напряжение на выходе генератора сигнала, равным 220В. и изменяя величину сопротивления нагрузки (100 Ом, 50 Ом, 5 Ом), занести показания измерительных приборов в соответствующие графы таблицы 5.1.
Рассчитать значения полной входной мощности (S1=U1·I1), коэффициента мощности (Cosφ1= P1/S1) и Cosφ1(V3), а также выходной активной мощности Р2=I2·U4).Определить коэффициент полезного действия по формуле η=P2/P1 и занести все рассчитанные величины в таблицу 5.1.
По результатам измерений построить внешнюю нагрузочную характеристику U4=F(I2) трансформатора и зависимость коэффициента полезного действия трансформатора η=P2/P1 от тока нагрузки I2.
Сравнить значения Cosφ1= P1/S1) и (Cosφ1(V3).
Табл.5.1.
| Величины | U1 | I1 | S1=U1·I1 | P1(V2) | Cosφ1= P1/S1 | φ1 (V3) | Cosφ1(V3) | I2 | U4 | η=P2/P1 |
| Ед. измер. | В | A | В·А | Вт | Град | A | В | |||
5. Исследовать работу трансформатора в режиме холостого хода. Для этого поставить переключатель (Spase)в положение выключено. Установить величину напряжения на выходе генератора колебаний равным 220 В и записать показания измерительных приборов в табл. 5.2. Рассчитать значения полной мощности (S1=U1·I1), коэффициентов мощности (Cosφ1= P1/S1)) и (Cosφ1(V3)), определить коэффициент трансформации по формуле n12=U1/U4 и занести все рассчитанные значение в таблицу 5.2.
Повторить измерения для значения напряжения на выходе генератор,равного 110В. Результаты измерений и расчетов также занести
Табл.5.2. Сравнить значения Cosφ1= P1/S1) и (Cosφ1(V3).
Табл.5.2.
| Величины | U1 | I1 | S1=U1·I1 | P1(V2) | Cosφ1= P1/S1 | φ1 (V3) | Cosφ1(V3) | I2 | U4 | n12=U1/U4 |
| Ед. измер. | В | A | В·А | Вт | Град | A | В | |||
6. ОПЫТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ. Переключить коммутатор[Spase] поставить в нижнее положение, окрасить резистор 10МОmh в красный цвет, нажать правую кнопку “мыши” и удалить резистор, совместив курсор с надписью «delitl» и нажав правую клавишу «мыши». Записать показания всех измерительных приборов в табл.5.3.
Рассчитать значения полной мощности (S1=U1·I1), коэффициентов мощности
(Cosφ1= P1/S1)) и (Cosφ1(V3)). Определить коэффициент трансформации по формуле n12=I2/I1 и занести все рассчитанные значение в таблицу 5.3.
Табл.5.3.
| Величины | U1 | I1 | S1=U1·I1 | P1(V2) | Cosφ1= P1/S1 | φ1 (V3) | Cosφ1(V3) | I2 | U4 | n12=I2/ I1 |
| Ед. измер. | В | A | В·А | Вт | Град | A | В | |||
5.5. СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ. Отчет должен содержать:
1.Титульный лист с названием университета, факультета, кафедры, курса, специальности, дисциплины, работы и фамилии, имени и отчества студента.
2.Цель работы.
3.Структурную схему модели лабораторного стенда, вычерченную с помощью линейки.
4.Таблицы 5.1, 5.2.,5.3., содержащие результаты измерений и расчетов.
5.Внешнюю характеристику трансформатора и зависимость коэффициента полезного действия от величины тока нагрузки. На оси абсцисс должны быть обозначения измеряемых величин и масштабные метки. Масштабные метки также должны быть нанесены на оси времени.
6.Выводы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
