Лабораторные работы

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

Лабораторные работы

по курсу

"Электротехника и основы электроники"

Электрические машины

Новочеркасск 2004

УДК 621.3.01 (076.5)

Рецензент – канд. техн. наук В.И. Рожков

Составители: Артюхова И.И., Наталевич К.В., Синельников Д.Е.,

Электрические машины: лабораторные работы по курсу "Электротехника и основы электроники". /Юж.-Рос. гос. техн. ун-т - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. - 29 с.

Лабораторные работы по разделу «Электрические машины» представляют собой руководство по исследованию однофазного трансформатора, машин постоянного тока, асинхронных двигателей и синхронной машины в генераторном и двигательном режимах.

Работы включают элементы проблемного обучения, вычислительной тех-ники и предназначены для студентов неэлектротехнических специальностей.

Лабораторная работа № 6

ИСПЫТАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ДВУХОБМОТОЧНОГО

СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Цель работы: изучить конструкцию и экспериментально определить основные параметры и характеристики трансформатора.

Программа работы

1.Ознакомиться с конструкцией и принципом действия трансформатора, с его паспортными данными.

2. Собрать цепь по схеме рис. 6.1 и осуществить режим холостого хода при : измерить напряжения и , ток , мощность . По результатам измерений определить - потери в стали сердечника (магнитные), вычислить коэффициент трансформации и коэффициент мощности холостого хода . Данные измерений и вычислений занести в табл. 6.1.

Рис. 6.1. Схема проведения опыта холостого хода

Таблица 6.1

Опыт холостого хода

Измерено				Вычислено		Примечание
U 1н , В	Рхх , Вт	I1хх , А	U2хх , В	К
						;
						( В)

3. Собрать цепь по схеме рис. 6.2 и провести опыт короткого замыкания при

По результатам измерений определить электрические потери в обмотках трансформатора , напряжение короткого замыкания (%) и коэффициент трансформации. Данные измерений и вычислений занести в табл. 6.2.

Рис. 6.2. Схема проведения опыта короткого замыкания

Таблица 6.2

Опыт короткого замыкания

Измерено				Вычислено		Примечание
U1к , В	I1к , А	Рк , Вт	I2к , А	К	U1к , %
						I2к=I2н;

ВНИМАНИЕ ! При проведении опыта короткого замыкания необходимо напряжение на первичной обмотке трансформатора поднимать от 0 до , при котором .

4. Собрать цепь по схеме рис. 6.3. Изменяя сопротивление нагрузки, увеличить ток во вторичной цепи трансформатора от нуля до номинального значения. Для каждого значения тока снять показания приборов и рассчитать КПД. Результаты измерений и вычислений занести в табл. 6.3.

Рис. 6.3. Схема для снятия внешней характеристики трансформатора

5. По данным табл. 6.3 построить внешнюю характеристику трансформатора и объяснить, почему с ростом тока нагрузки напряжение падает.

Построить зависимость КПД от нагрузки трансформатора

6. Для упрощенной схемы замещения трансформатора получить, используя персональную ЭВМ, данные для построения внешних характери-

стик трансформатора при тех же, что и в опыте п.4, значениях тока при , и при , .

Таблица 6.3

Нагрузочный режим

№	Измерено			Вычислено				Примечание
п/п	I1 , А	U2 , В	I2 , A	Р 2 Вт	P эл , Вт	Р1 , Вт
1
2
3
4
5

Построение этих характеристик осуществить в одной системе координат с внешней характеристикой трансформатора, снятой опытным путем.

На основании сравнения всех характеристик сделать выводы о влиянии характера нагрузки ( ) на величину напряжения при том же токе .

7. Вычислить КПД по данным п.6 для всех трех значений и построить в одной системе координат все три кривые Сравнить их и сделать выводы о влиянии характера нагрузки на КПД.

Пояснения к работе

1. Устройство и принцип действия трансформатора необходимо изучить по учебникам [1, 2] при подготовке к работе.

2. Опыт холостого хода проводится при разомкнутой вторичной обмотке , в общем случае - при изменении напряжения на первичной обмотке от 0 до . Для определения магнитных потерь в сердечнике , коэффициента мощности холостого хода и коэффициента трансформации следует провести измерения только при номинальном напряжении на первичной обмотке , т.е. в режиме холостого хода.

При проведении опыта холостого хода в цепь следует включить приборы, пределы измерений которых позволяют измерить номинальное напряжение на обмотках и и ток холостого хода в первичной обмотке , который меньше номинального.

Примечание. При выборе вольтметра следует учесть, что транс-форматор понижает напряжение примерно вдвое.

Коэффициент трансформации

Коэффициент мощности холостого хода

Активная мощность, измеряемая ваттметром в режиме холостого хода, практически представляет собой потери в сердечнике трансформатора, т.к. потери в первичной обмотке при небольшом токе холостого хода невелики, а во вторичной обмотке их нет ( ) :

3. При проведении опыта короткого замыкания вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко амперметром (рис. 6.2).

Напряжение на первичной обмотке надо увеличивать от нуля до напряжения короткого замыкания , при котором токи в обмотках номинальные ( )

Так как в опыте короткого замыкания (сопротивление амперметра ), напряжение короткого замыкания характеризует падение напряжения в самом трансформаторе и обычно выражается в процентах от номинального напряжения:

Активная мощность, измеряемая ваттметром в опыте короткого замыкания, практически вся вызвана потерями в проводниках обмоток, т.к. потери в ферромагнитном сердечнике из-за пониженного напряжения на первичной обмотке трансформатора значительно меньше, чем при работе с номинальным первичным напряжением: .

Коэффициент трансформации:

4. КПД трансформатора

.

Магнитные потери в сердечнике

При магнитные потери от нагрузки не зависят, а электрические потери в обмотках пропорциональны квадрату тока и поэтому , где - мощность при номинальных токах, взятая из опыта

короткого замыкания, и - коэффициент нагрузки трансформатора.

6. В персональную ЭВМ следует ввести следующие опытные данные: а также из п.4 все значения .

7. Значения и взять из результатов расчета на ЭВМ (программа в системе MATHCAD (mcad2.exe, файл - Lab6.mcd)).