Лабораторные / ОЭ лаба №2
.docxМИНИСТЕРСТВО 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 Rн. 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 |
|
cos1 |
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.
cos1 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 КU и Ki, 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.