ИЗУЧЕНИЕ ОДНОФАЗНОГО АВТОТРАНСФОРМАТОРА

   Цель работы: Изучение устройства, принципа действия и характеристик автотрансформатора.

   Краткие теоретические сведения.

  Трансформаторы с общей первичной и вторичной обмотками называют автотрансформаторами (АТ). АТ бывают повышающими и понижающими. По сравнению с трансформатором кпд автотрансформаторов выше, напряжение короткого замыкания меньше, поле рассеяния меньше, расход материалов меньше, стоимость ниже. В АТ часть обмотки включена в сеть последовательно и определяет разность входного и выходного напряжений автотрансформатора, а часть обмотки включена параллельно сети. Изоляцию обмоток АТ рассчитывют на наивысшее напряжение.

   Коэффициент трансформации определяют также как и в трансформаторах.

Расчетная (внутренняя, типовая ) мощность автотрансформатора Sр, передаваемая из обмотки в обмотку электроманитным полем Sр=Е1 I1 = E2 I 2, где Е1, I1, E2, I 2- эдс и токи соответствующих обмоток, рис.5.1. Расчетная мощность определяет габариты АТ и прямо зависит от разности высокого и низкого напряжений. При стремление к нулю разности ВН и НН расчетная мощность и габариты трансформатора уменьшаются.

Внешняя (проходная) мощность Sпр АТ, передаваемая из одной сети в другую ( Sпр=Uн.н Iн.н =Uв.н I в.н.) больше Sр, так как часть мощности передается во из обмотки в обмотку непосредственно электрическим путем. Поэтому АТ при той же мощности дешевле и компактнее трансформатора.

 

                     E2         U2 I 2= I_вн      S_р=Е1 I1 = E2 I 2,              

          I_нн                                                 I_вн + I₁ =I_нн

          U_нн     Е₁ I1           U_вн       

                                       U₁                     S_пр=U_нн I_нн =U_вн I_вн

            

Рис.5.1. Схема однофазного понижающего автотрансформатора.

 Для схемы рис.5.1. Sр/Sпр = (Ктр-1)/Ктр.

 

Токи I₁ в схемах рис. 5.1. и рис. 5.2. направлены в противоположные стороны.

Ток Iн.н> I₁, поэтому обмотки автотрансформатора выполнены проводами с различными сечениями. Для схем рис.5.1 и рис. 5.2. Sр/Sпр = (Ктр-1)/Ктр.   Указанные схемы включения предпочтительнее.

 

 

                     E2          U2 I 2 = I_вн      S_р=Е1 I1 = E2 I 2,              

          I_нн                                                         I_нн - I₁ =I_вн

          U_нн      Е₁      I₁          U_вн       

                                       U₁                      S_пр=U_нн I_нн =U_вн I _вн

Рис. 5.2. Схема однофазного повышающего автотрансформатора.

Применение АТ экономически оправдано при Uвн /Uнн не более 2.5. Потери и напряжения короткого замыкания в АТ такие же как и в трансформаторе с мощностью равной расчетной, но если потери отнести к проходной мощности, то они примерно в Sпр/Sр меньше, чем в трансформаторах с мощностью равной проходной. АТ присущи увеличенные токи короткого замыкания. Трехфазные АТ обыкновенно включают звездой.

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

   1.Изучите конструкцию АТ на примера ЛАТРа, составьте и начертите схему. Выпишите паспортные данные.

  2.Подключите АТ к сети переменного тока 220 В и измерить максимальное и минимальное напряжение. Uмин= В. Uмакс= В.

  3.Исследуйте зависимости токов I₁, I₂, I₃ при различном значении U₂. Результаты занесите в таблицу 5.1.Постройте полученные зависимости.

Определите мощности, передаваемые электрическим и электромагнитным путем, при различных напряжениях U₂.

Рис. 5.3. Схема АТ лабораторной установки.

 

 

Таблица 5.1. Токи и напряжения в АТ в режимах повышения и понижения напряжений.

 

U₁, В

U₂, В

I₁, А    

   

I₂, А

I₃, А 

     

4. Исследуйте внешнюю характеристику АТ. Результаты занести в таблицу 5.2.

Таблица 5.2. Внешняя характеристика АТ.

 

U₂, В

I₂, А

 

   Выводы.

 

 

                               Контрольные вопросы

1. Как конструктивно выполнен однофазный АТ?

2. Что означает " проходная мощность" в АТ?

3. Что означает " расчетная мощность" в АТ?

5. Почему АТ обладает более высоким кпд по сравнению с трансформатором?

6. Начертите схему повышающего и понижающего АТ и объясните принцип 

его работы.

7. Почему понижающий АТ опасен даже при низком вторичном напряже-

нии?

8. Начертите схему трехфазного АТ на основе однофазных АТ.

9. Как переключить обмотки в трансформаторе, чтобы получть АТ?

10. Что такое " коэффициент выгодности"?

11. Задача.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: