Об1·Ì1, Żоб2· Ì2 –представляют полное внутреннее падение напряжения на первичной и вторичной обмотках соответственно

 

Вопрос 5: Как проводятся опыты холостого хода и короткого замыкания?

Ответ 5: Для проведения опыта холостого хода

1. Собрать схему согласно рис.27:

Рис. 27

 

2. Включить питание и установить напряжение на первичной обмотке В.

3. Измерить ток холостого хода напряжение и мощность , потребляемую трансформатором. Результаты измерений занести в табл. 1.

Таблица 1

Измеренные величины Вычисленные величины
, В , В , А , Вт
           

 

4. Снизить автотрансформатором напряжение до нуля, отключить питание.

По данным опыта вычислить коэффициент мощности =P0/U10I10, коэффициент трансформации . Результаты вычислений занести в табл.

Б) Для проведения опыта короткого замыкания :

1. Собрать схему согласно рис.28:

Рис. 28

 

2. Замкнуть вторичную обмотку на амперметр (рис.28); подключить к первичной обмотке вольтметр с меньшим пределом измерений (50 или 75 В).

 

3. Включить питание и установить на первичной обмотке напряжение так, чтобы ток имел номинальное значение 4 А, соответствующее данному трансформатору. Измерить , , , и занести результаты в табл.2.

4. Снизить автотрансформатором напряжение до нуля, отключить питание.

5. По данным опыта вычислить и сопротивления: полное ,

активное и реактивное . Результаты вычислений занести в табл. 2.

Таблица 2

Измеренные величины Вычисленные величины
, В , А , Вт , А , Ом , Ом , Ом
               

 

Рабочие формулы :

RKЗ= Pk/I2ном , ZK = U1K/I1ном , ,

UK= RKЗ·I1ном/U1ном ·100% , сos φK = RК /ZK.

Вопрос 6: Объяснить причины и характер изменения напряжения вторичной обмотки при изменении нагрузки.

Ответ 6: Если пренебречь током холостого хода то упрощенная схема замещения трансформатора в режиме нагрузки может быть представлена схемой (рис.29)

Рис.29

 

Если напряжение U1=U1ном неизменно, то при изменении Z2 будут изменяться напряжения и токи первичной и вторичной обмоток трансформатора. Чтобы определить изменение напряжения вторичной обмотки, его обычно приводят к числу витков первичной обмотки: Uי2=(w1/w2)U2. Изменением напряжения называют разность действующих значений приведенного вторичного напряжения Uי2 в режиме холостого хода и при заданном комплексном сопротивлении Z2. В режиме холостого хода Uי2 = U1ном . Поэтому:

ΔU%=( U1ном- Uי2)/ U1ном100%

Если cosφ2=cosφk, то ΔU будет максимальным. U1 -Uי2= ZK I1

Внешней характеристикой тр-ра называют зависимость U2=f(I2) при постоянном коэффициенте cosφ2 и постоянном U1ном .

Обычно его выражают в относительных единицах U2/U2ном=f(I2). Эта зависимость дается уравнением:

 

 

U2/U2ном=1-кЗ·I1ном/U1ном·(RK·cos φ2 + XK·cosφk),

где кЗ= I2/I2ном - коэффициент загрузки трансформатора.

При изменении коэффициент загрузки трансформатора в пределах 0<kЗ<1 напряжение на выходе трансформатора U2 изменяется всего на несколько процентов.

Уменьшение напряжения U2 происходит из за падения напряжения на внутренних сопротивлениях обеих обмоток трансформатора.

В трансформаторах малой мощности рассеяние незначительно и внутреннее сопротивление обмоток чисто активное. В этом случае изменение напряжения:

ΔU= RK ·I1ном/ U1ном ·100%.

Вопрос 7: Как определяется КПД силовых трансформаторов?

Ответ 7. Потери в трансформаторе по природе аналогичны потерям в катушке с сердечником.

Это тепловые потери за счет нагрева проводов обмотки, потери на гистерезис и на вихревые токи.

КПД силовых трансформаторов η= Р21 , где Р2= U2I2 cos φ2

В нашем опыте сопротивление нагрузки чисто активное, поэтому cos φ2=1.

Однако, т.к. Р1 и Р2 близки при таком расчете допускается большая ошибка.

В номинальном режиме более точное измерение достигается путем измерения непосредственно потерь. Мощность Р12+Рм+РЭ, где Рм и РЭ магнитные и электрические потери соответственно.

При номинальных значениях первичных напряжения U1ном и тока I1ном магнитные потери в магнитопроводе и электрические потери в проводах равны практически активным мощностям трансформатора в опытах холостого хода и короткого замыкания соответственно:

η= Р2/ (Р2 + РМЭ)

Рм = Р0 - измеряется в опыте холостого хода,

РЭ – РКЗ - измеряется в опыте короткого замыкания.

В общем случае необходимо включить в цепь нагрузки ваттметр.

КПДтрансформатора зависит от коэффициента мощностиcosφ2и коэффициента загрузки Кз = I2/I2ном.

КПД силовых трансформаторов составляет обычно 70 - 99%.

 

Рис. 31

 
Вопрос 8. Объяснить особенности конструкции и принципа действия автотрансформаторов.

Ответ 8:

Автотрансформатор представляет собой трансформатор, у которого обмотка низкого напряжения является частью обмотки высокого напряжения. На общий магнитопровод наматывают катушки с отводом от части витков. Принципиальная схема автотрансформатора представлена на рис.32.

В автотрансформаторе цепи первичной и вторичной обмоток имеют не только магнитную, но и электрическую связь.

Для автотрансформатора так же справедливо соотношение:

Рис. 32

При включении нагрузки во вторичной цепи в цепи возникает ток I2 .Магнитный поток сердечника Фm так же постоянен и равен потоку холостого хода.

Уравнение для МДС имеет вид:

w1 ·I1x=(w1-w2)·I1+w2·I12

I1 -ток первичной цепи(участок А-а) с числом витков =(w1-w2),

I12 – ток через обмотку w2 (участок а-х)

Т.к I1x мало, то:

I12 ≈ (w1/ w2 -1)·I1.

 
Если w1/ w2 ≈1, то ток в проводах обмотки на участке (а-х) I12≈0.

Напряжение на нагрузке U2 = w2/w1 ·U1, поэтому при постоянном U1 изменяя w2 можно изменять U2 .

Обычно автотрансформаторы изготавливают с несколькими отводами или с устройством плавного регулирования положения отвода (ЛАТР).

При одинаковых мощностях автотрансформатор имеет меньшие габариты и вес по сравнению с обычными трансформаторами.

Автотрансформаторы используют в качестве регуляторов напряжения при пуске мощных асинхронных и синхронных двигателей, в сварочных аппаратах.

Однако, исходя из требований ТБ ,наличие электрической связи является недостатком.


Тема № 5: ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ.

 

Цели работы: 1.Изучить устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором;

2. Ознакомиться с методом непосредственного пуска двигателя и измерить пусковой ток;

3. Снять рабочие характеристики двигателя и на их основе дать оценку двигателя.

 

Работа выполняется на универсальном стенде, в котором смонтированы лабораторный автотрансформатор, выпрямитель, ламповая нагрузка, коммутационная аппаратура и необходимые приборы. Электрическая цепь стенда представлена на рис.33.

Трехфазный асинхронный двигатель М расположен за стендом. В качестве нагрузки двигателя используется генератор постоянного тока независимого возбуждения G, соединенный с двигателем муфтой. Генератор нагружается ламповым реостатом EL1 – EL7. Регулирование тока возбуждения генератора осуществляется лабораторным автотрансформатором Т, во вторичную цепь которого включен мостовой выпрямитель.

На стенде установлены приборы переменного тока РА1, РА2, РW для измерения фазного , пускового тока , мощности , а также приборы постоянного тока РV2, РА4, РА3 для измерения напряжения , тока и тока возбуждения генератора, причем показания амперметра РА3 не используются.
Рис. 33

Частота вращения ротора двигателя измеряется дистанционным тахометром, не показанным на схеме. Тахометр имеет поправочный коэффициент 2/3, на который умножаются его показания. Цена деления тахометра составляет 20 об/мин.

 

Контрольные вопросы

 

Вопрос 1. Объясните устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.



php"; ?>