Определяем коэффициенты трансформации трансформатора

Ход работы

 

1. Определение активное сопротивление обмоток трансформатора.Данные измерений и расчетов заносим в таблицу 1.

Таблица 1

N U I r0 r75 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;

– температура окружающей среды; =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
UAB UBC UCA Uab Ubc Uca I0A I0B I0C P0
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
U1 U2 I0 cos0
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
UAB UBC UCA IA IB IC PК U1К I1К cosК rк xк zк
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 Zк, его активную rк и индуктивную xк 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
UAB UBC UCA Uab Ubc Uca IA IB IC Ia Ib Ic P1 P2
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 U2=f(I2) (рис.3).

Таблица 5

Вычислено
N U1 U2 I1 I2 экс расч MAX
- 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: