2801.Электрические машины
..pdf
|
U% (Uka cos 2 Ukr |
sin 2 ) |
|
|||
или U% Uk % cos( 2 |
k ); |
k arctg Ukr |
; |
|||
|
|
|
|
|
Uka |
|
2) по даннымтабл. 1.8 построить зависимость U% f ( 2 ). |
||||||
|
|
|
|
Таблица 1 . 8 |
||
Расчетная зависимость U% |
от угла 2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 , град |
cos 2 |
|
sin 2 |
|
U% |
|
|
|
|
|
|
|
|
10. Расчет |
и построение |
зависимости |
f ( ) при |
cos 2 0,8 :
1) задаваясь значениями , определить КПД трансформатора:
1 S |
|
P |
|
2 P |
2 P , |
||
|
cos |
P |
|||||
|
|
|
0н |
kн |
|
|
|
|
|
н |
|
|
2 0н |
kн |
где P0н – потери холостого хода при номинальном напряжении U2н 220 В; Pkн – потери короткого замыкания при номинальном токе I1н .
Рассчитанные данные свести в табл. 1.9.
Таблица 1 . 9 Расчетная зависимость КПД от коэффициента нагрузки
|
2 Pkн |
P0н |
Sн cos 2 |
|
0, 25 |
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
0, 75 |
|
|
|
|
1, 0 |
|
|
|
|
1, 25 |
|
|
|
|
21
2)по данным табл. 1.9 построить зависимость f ( );
3)определить нагрузку трансформатора, при которой достигается максимум КПД. Наибольшее значение КПД достигает при такой нагрузке , когда потери в меди становятся равными
потерям в стали:
P |
2 P |
, отсюда |
опт |
|
P0н |
; |
|
||||||
0н |
kн |
|
|
Pkн |
|
|
|
|
|
|
|
|
4) используя полученное значение опт , определить макси-
мальный КПД max .
11. Расчет и построение внешней характеристики U2 f ( )
при cos 1 и cos 0,8 по формуле U2 U2н (1 0,01 U ) . U2н 220 В.
Контрольные вопросы
1.Принцип действия и устройство трансформатора.
2.Схема и условия, при которых производится опыт холостого хода трансформатора.
3.Схема и условия, при которых производится опыт короткого замыкания.
4.Какую погрешность допускают, считая, что потери холостого хода равны магнитным потерям в стали?
5.Какую погрешность допускают, считая, что потери при опыте короткого замыкания равны потерям в обмотках транс-
форматора: PK PЭ1 PЭ2 ?
6.Что произойдет, если включить трансформатор на напряжение U1 2U1H ?
7.Почему вектор тока холостого хода I0 не совпадает по
фазе с потоком Ф в сердечнике трансформатора?
8.Физический смысл напряжения короткого замыкания Uk .
9.Нарисуйте и объясните характеристики трансформатора:
U f ( ) ; U% f ( 2 ) ; U2* f ( ) ; f ( ) ; cos 0 f (U * ) .
22
10.Схема замещения трансформатора при холостом ходе, при коротком замыкании и определение параметров трансформатора.
11.Почему при холостом ходе cos 0 мал?
12.Почему при холостом ходе при увеличении напряжения cos 0 уменьшается?
13.Какие потери определяют из опыта холостого хода?
Почему?
14.Какие потери определяют из опыта короткого замыкания? Почему?
15.Насыщена ли магнитная система трансформатора при холостом ходе и при коротком замыкании?
16.Почему при увеличении (уменьшении) сопротивления нагрузки будет изменяться ток в первичной обмотке трансформатора?
17.Почему при меньшем cos КПД ниже?
18.Начертить векторную диаграмму ЭДС трансформатора: а) при индуктивной нагрузке; б) при емкостной нагрузке; в) при активной нагрузке.
23
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 Группы соединения трехфазных трансформаторов
Цель работы. Практическое определение группы соединения трансформатора; перемаркировка трансформатора на другую группу соединения.
План работы
1.Записать паспортныеданные трансформатораи приборов.
2.Соединить обмотки трансформатора по схеме / 12 ,
/ 8 , / 6 , с помощью вольтметра выполнить измерения напряженийи проверитьправильность результатовпо формулам.
3.Построить топографические векторные диаграммы для
соединения обмоток трехфазного трансформатора по схеме
/ 12 , / 8 и / 6 .
4.Соединить обмотки по схеме / 11, / 5, с по-
мощью вольтметра выполнить измерения напряжений и проверить правильность результатов по формулам.
5. Построить топографические векторные диаграммы для соединения обмоток трехфазного трансформатора по схеме
/ 11, / 5 .
Пояснения к работе
Опытное определение групп соединения обмоток трансформатора
Группа соединения обмоток трансформатора определяется углом сдвига между одноименными линейными первичными и вторичными электродвижущими силами.
Группа соединений зависит от направления намотки обмоток трансформатора, маркировки его зажимов и схемы соединений обмоток. У трехфазных трансформаторов возможны 12 групп
24
соединений обмоток. При одинаковых схемах соединений первичной и вторичной обмоток имеют место четные группы (2, 4, 6, 8, 10, 12), а при неодинаковых схемах соединений первичной и вторичной – нечетные группы (1, 3, 5, 7, 9, 11).
Опытное определение группы соединений обмоток трансформатора можно осуществлять различными методами:
–методом гальванометра;
–методом фазометра;
–методом вольтметра.
В лабораторной работе будет использован метод вольтметра. Сущность метода вольтметра заключается в том, что величины напряжений между первичными и вторичными зажимами трансформатора находятся в определенной зависимости от коэффициента трансформации линейных напряжений и групп со-
единений обмоток трансформатора.
Порядок выполнения работы
I. Опытное определение групп соединения обмоток трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/звезда»
1. Соединить трансформатор по схеме Y/Y – 12 (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема электрическая для определения группы соединения обмоток трансформатора (гр. Y/Y – 12)
Опыт проводится в следующей последовательности:
– соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток;
25
–включить автоматический выключатель QF1;
–включить контактор КМ1;
–с помощью вольтметра измерить первичное UA1В1 и вторичное Ua1b1 линейные напряжения и определить коэффициент
трансформации K1 U A1B1 ;
Ua1b1
–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Uс1С1.
–данные измерений занести в табл. 2.1.
Таблица 2 . 1 Данные измерений по схеме Y/Y – 12
|
UA1B1, В |
Ua1b1, В |
Ub1В1, В |
Uс1С1, В |
Опыт |
|
|
|
|
Расчет |
– |
– |
|
|
2. Перемаркировать начало и концы вторичной обмотки трансформатора с группой соединения Y/Y – 12 на группу Y/Y – 6 и соединитьтрансформатор по схемеY/Y – 6 (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Схема электрическая для определения группы соединения обмоток трансформатора (гр. Y/Y – 6)
Опыт проводится в следующей последовательности:
–соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток.
–включить автоматический выключатель QF1;
26
–включить контактор КМ1;
–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Ub1С1.
–данные измерений занести в табл. 2.2.
Таблица 2 . 2 Данные измерений по схеме Y/Y – 6
Ub1В1, В |
Ub1С1, В |
Опыт
Расчет Примечание: На рисунке в скобках указана реальная маркировка,
без скобок текущая маркировка.
3. Перемаркировать зажимы трансформатора с группой соединения Y/Y – 12 на группу Y/Y – 8 и соединить трансформатор по схеме Y/Y – 8 (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Схема электрическая для определения группы соединения обмоток трансформатора (гр. Y/Y – 8)
Примечание: На рисунке в скобках указана реальная маркировка, без скобок текущая маркировка. Маркировка вторичной обмотки сдвинута на 240o.
Опыт проводится в следующей последовательности:
–соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток.
–включить автоматический выключатель QF1;
–включить контактор КМ1;
27
–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Ub1С1.
–данные измерений занести в табл. 2.3.
Таблица 2 . 3 Данные измерений по схеме Y/Y – 8
Ub1В1, В |
Ub1С1, В |
Опыт
Расчет
II. Опытное определение групп соединения обмоток трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник»
1. Соединить трансформатор по схеме Y/∆ – 11 (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Схема электрическая для определения группы соединения обмоток трансформатора (гр. Y/∆ – 11)
Опыт проводится в следующей последовательности:
–соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток.
–включить автоматический выключатель QF1;
–включить контактор КМ1;
–с помощью вольтметра измерить первичное UA1В1 и вторичное Ua1b1 линейные напряжения и определить коэффициент
трансформации K2 U A1B1 ;
Ua1b1
28
–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Ub1С1.
–данные измерений занести в табл. 2.4.
Таблица 2 . 4 Данные измерений по схеме Y/∆ – 11
UA1B1, В |
Ua1b1, В |
Ub1В1, В |
Ub1С1, В |
Опыт
Расчет
2. Перемаркировать начало и концы вторичной обмотки трансформатора с группой соединения Y/∆ – 11 на группу Y/∆ – 5 и соединить трансформатор по схеме Y/∆ – 5 (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Схема электрическая для определения групп соединений обмоток трансформатора (гр. Y/∆ – 5)
Примечание: На рисунке в скобках указана реальная маркировка, без скобок – текущая маркировка.
Опыт проводится в следующей последовательности:
–соединить зажимы А1 иа1 первичной и вторичнойобмоток.
–включить автоматический выключатель QF1;
–включить контактор КМ1;
–с помощью вольтметра измерить напряжения Ub1В1, Ub1С1.
–данные измерений занести в табл. 2.5.
29
Таблица 2 . 5 Данные измерений по схеме Y/∆ – 5
Ub1В1, В |
Ub1С1, В |
Опыт
Расчет
Обработка результатов эксперимента
1. Определение групп соединения обмоток трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/звезда»:
a) определить коэффициент трансформации K |
U A1B1 |
по |
|
||
1 |
Ua1b1 |
|
|
|
данным табл. 2.1; б) заполнить табл. 2.1 расчетными данными и проверить
правильность результатов по формулам для группы соединения
Y/Y – 12:
Ub1B1 Ua1b1 (K1 1) ; Uс1C1 Ua1b1 (K1 1);
в) заполнить табл. 2.2 расчетными данными и проверить правильность результатов по формулам для группы соединения
Y/Y – 6:
U |
b1B1 |
U |
a1b1 |
(1 K ) ; U |
b1C1 |
U |
a1b1 |
1 K K 2 |
; |
|
|
1 |
|
1 1 |
|
г) заполнить табл. 2.3 расчетными данными и проверить правильность результатов по формулам для группы соединения
Y/Y – 8:
U |
b1B1 |
U |
a1b1 |
1 K K 2 |
; U |
b1C1 |
U |
a1b1 |
(1 K ) . |
|
|
1 1 |
|
|
1 |
2. Определение групп соединения обмоток трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда/треугольник»:
a) определить новый коэффициент K2 U A1B1 трансформа-
Ua1b1
ции табл. 2.4;
30