Лабораторные / ОЭ лаба №2

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

Институт химии и энергетики

Кафедра «Электроснабжение и электротехника»

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

«Основы электромеханики»

Отчет по лабораторной работе №2

«Исследование однофазного трансформатора»

Группа: ЭЭТб-1901а

Студенты: Назаров М.О.

Преподаватель: Бычков А.В.

Тольятти 2021

Цель работы – изучение экспериментальных и расчётных методов анализа режимов работы однофазного трансформатора.

Программа работы

1. Выполнить задание на подготовку к лабораторной работе.

2. Исследовать режимы холостого хода и короткого замыкания трансформатора.

3. Исследовать режимы с различной нагрузкой трансформатора.

Описание лабораторной установки

Исследуемый трансформатор Т2 подключается к выходным зажимам комплекта измерительных приборов К – 505 (рисунок 1). Напряжение, подаваемое на исследуемый трансформатор, регулируется с помощью лабораторного автотрансформатора Т1, входные зажимы которого подключаются к автоматическому выключателю QF. Исследуемый режим работы трансформатора определяется сопротивлением нагрузки R_н. Вольтметр PV3 подключается к входным зажимам трансформатора только в опыте короткого замыкания, который проводится при пониженном входном напряжении.

Рисунок – 1 схема однофазного трансформатора

Основная часть

Найдем значений напряжений и токов однофазного трансформатора при режиме короткого замыкания, холостого хода и различной нагрузки. Занесем экспериментальные данные в таблицу 1.

Таблица – 1 Таблица опытных и расчетных данных

Опытные данные						Расчетные данные
U1	I1	P1	U2	I2	P2			cos1	U2	Режим
В	А	Вт	В	А	Вт		%		В
220	0,15	4	37,4	0	0		0	0,121	1	Холостой ход
220	0,24	38	37,2	1	37,2		97,89	0,72	0,54	Нагрузка
220	0,39	76	36,58	2	73,16		96,26	0,88	2,24
220	0,55	112	36,11	3	108,33		96,72	0,92	3,57
220	0,71	146	35,7	4	142,8		97,80	0,93	4,76
10	0,85	8	0	5	0		0	0,94	0	Короткое замыкание

Найдем мощность P₂ для нагрузки с силой тока 1 А по формуле 1.

(1)

Аналогично находим и для других режимов нагрузки.

Находим для нагрузки с силой тока 1 А по формуле 2.

(2)

Аналогично находим и для других режимов нагрузки.

cos₁ для нагрузки с силой тока 1 А находится по формуле 3.

(3)

Рассчитаем по аналогии значения для других режимов.

Рассчет отклонения напряжения для нагрузки с силой тока 1 А найдем по формуле 4.

(4)

Рассчитаем по аналогии значения для других режимов.

Значения коэффициента трансформации по току и напряжению можем найти как отношения напряжения холостого хода первичной обмотки к вторичной, и тока короткого замыкания вторичной обмотки к первичной. Воспользуемся формулами 5 и 6.

(5)

(6)

Мы можем видеть по значениям К_U и K_i, что трансформатор является понижающим.

Построим зависимости, U₂(I₂),

Рисунок 2 – График зависимости U₂(I₂)

Рисунок 3 – График зависимости

Рисунок 4 – График зависимости

Рисунок 5 – График зависимости для режима нагрузки

Определим параметры Т-образной схемы замещения трансформатора рисунок 6.

Рисунок – 6 Т-образная схема замещения трансформатора

Сопротивление намагничивающей цепи найдем по формуле 7

(7)

Активное и индуктивное сопротивление намагничивающей цепи рассчитаем по формуле 8 и 9.

Ом. (8)

Ом. (9)

Полное сопротивление короткого замыкания находим по формуле 10

Ом (10)

Активное и индуктивное сопротивление короткого замыкания находим по формуле 11 и 12.

Ом (11)

Ом (12)

Сопротивления первичной обмотки трансформатора находится по формуле 13 и 14.

Ом (13)

Ом (14)

Где - приведенные сопротивления вторичной обмотки.

Сопротивления вторичной обмотки трансформатора найдем по формуле 15 и 16.

Ом (15)

Ом (16)

Найдем значения потерь в магнитопроводе и в обмотках трансформатора. Потери в магнитопроводе определяются величиной и частотой магнитного потока.

Вт

Для того, чтобы найти значения потерь в обмотках необходимо ввести значение коэффициента нагрузки. Найдем этот коэффициент по формуле 17.

(17)

Значения потерь в обмотках найдем по формуле 18.

Вт (18)

Вывод

В данной лабораторной работе были исследованы различные режимы однофазного трансформатора такие как: Холостой ход, короткое замыкание и режим нагрузки. Были рассчитаны потери в магнитопроводе и обмотках трансформатора. Расчетным путем найдены Коэффициенты трансформации по напряжению и току, судя по которым можно говорить, что исследуемый трансформатор понижающий.