Лабораторная работа №7 (elektrotex_laba7)

Посмотреть архив целиком

Министерство Образования Российской Федерации


Московский Государственный Технический Университет «МАМИ»




Кафедра «Электротехника и компьютеризированные электромеханические системы»










Лабораторная работа №7



«Исследование однофазного трансформатора»











Выполнил: студент уч. группы 6-АГТ-6

Иванов А.А.

Проверил: Лисаченко К.Я.









МОСКВА 2008

Цель работы: Ознакомление с устройством, принципом действия, иссле­довать основные характеристики, определить параметры схемы замещения однофазного трансформатора.


Основные теоретические положения


Трансформатором называют электромагнитное статическое устройство, служащее для преобразования (трансформации) уровней переменных напряжений и токов при неизменной частоте.

По количеству фаз преобразования трансформаторы так же, как и электрические цепи, могут быть однофазными и многофазными (например, трехфазными).

Устройство трансформатора

Конструктивно трансформатор состоит из обмоток и сердечника (магнитопровода), на котором располагаются обмотки.

Для усиления магнитной связи между обмотками магнитопровод выполняется из ферромагнитного материала. Для снижения потерь энергии, подводимой к трансформатору, сердечник выполняется: во-первых, из магнито-мягкого материала, т.е. материала, имеющего узкую петлю гистерезиса (для снижения потерь энергии на гистерезис) и, во-вторых, шихтованным, т.е. не монолитным, из отдельных изолированных листов (пластин) электротехнической стали (для снижения потерь энергии на вихревые токи).

Обмотка с числом витков 1, к которой подводится напряжение u1,называется первичной, а обмотка с числом витков 2, к которой подключается нагрузка (или с которой «снимается» электрическая энергия нужных параметров u2 и i2) называется вторичной. Вторичных обмоток может быть несколько. Исходя из расположения обмоток на магнитопроводе, различают два типа конструкций трансформаторов:

  • стержневого типа (рис. 1, а);

  • броневого типа (рис. 1, б).



Принцип действия трансформатора


Принцип действия трансформатора основан на явлениях само- и вза­имоиндукции, количественная оценка которых устанавливается законом электромагнитной индукции. Согласно закону электромагнитной индук­ции, переменные магнитные потоки ФS1, ФS2, ФM результирующего магнитного поля, созданного токами i1и и i2 (см. рис.2), наведут в обмотках






Отношение:

называют коэффициентом трансформации.

Отметим, что поток ФM нелинейно связан с токами i1и и i2, из-за нелинейности кривой

B = f(Н) намагничивания сердечника (см. рис.З). Потоки ФS1, и ФS2 можно считать линейными функциями от соответствующих токов i1и и i2, поскольку магнитные сопротивления данных потоков будут в основном определяться линейными магнитными сопротивлениями воздушных участков (с = 1) этих путей (см. рис. 2), не зависящих от величин токов i1и и i2. Исходя из сказанного, потокосцепления S1 и S2 можно определить в виде следующих равенств:


где L S1, L S2- индуктивности рассеяния обмоток 1 и 2 соответственно (L S1, L S2 определяются конструктивными параментами трансформатора и не зависят от токов i1и и i2, т.е. являются постоянными величинами).



Определение параметров трансформатора


Параметры трансформатора определяются экспериментально из опытов холостого хода (х.х.) и короткого замыкания (к.з.).

Внимание. Режим к.з., проведенный при номинальном напряжении U1H, является аварийным и опасным для исследователя, так как токи и динамические усилия, возникающие в обмотках в режиме к.з. при U1К.З.= U1H, превышают номинальные в 20 + 40 раз.

Режим к.з. проводится при таком напряжении U= U1К.З., при котором

ток 12к.з. 1

Режим к.з. позволяет определить линейные параметры первичной и

вторичной обмоток трансформатора, т.е. R1, xS1, R2, xS2.

Так как напряжение U1К.З. составляет ~ 5 % U1H, амплитуда потока ФmМ, а следовательно, и амплитуда индукции Вm будут незначитель­ными по сравнению с номинальными значениями. Петля гистерезиса также будет незначительной по сравнению с номинальной кривой В (Н). Следовательно, для режима к.з.



Характеристики трансформатора


Схема замещения трансформатора, находящегося в режиме к.з., пред­ставлена на рис.8.

Основными характеристиками трансформатора являются внешняя характеристика U2 (I1) и рабочие характеристики I1 (I2), (I2), пример­ный вид которых приведен на рис.9



Задание по работе


  1. Ознакомиться с устройством, принципом действия однофазного трансформатора.

  2. Исследовать однофазный трансформатор в режимах:

  • холостого хода;

  • активной нагрузки;

  • короткого замыкания.

  1. По экспериментальным данным рассчитать параметры, построить на милли­метровой бумаге характеристики U2(I2), I1(I2), (I2) однофазного транс­форматора.














Схема


































Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.