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 U1X= Uhom, измеряют P1X, I1X и U1X- (Вместо P1X можно измерить ф1X - угол сдвига фаз между входными напряжением и током).

Опыт короткого замыкания проводят при пониженном напряжении U1K, при котором токи обмоток достигают номинальных значений I1K = I1HOM , I2K ≈ IHOM Измеряют P1K (либо (φ1K ), I1K ,U1K, I2K.

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 = KTPUH и под углом φ к нему вектор тока нагрузки I'2 -IH / КTP ( рис. 11.2). На рисунке принято φH >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 φ1X к вектору U0 строим вектор I0≈ I1Xи находим вектор тока I1 как сумму I'2 и I.0

 

Затем от конца вектора U0 откладываем падения напряжений R1I1(параллельно I1) и XS1I1 (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 RДОБ 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 RДОБ = 22 Ом и перемычку между выходными зажимами. Подберите более точно Rдоб 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 Rдоб снова на перемычку и подберите сопротивлениеRH 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.