Данные исследования фазорегулятора

 

№ п/п	Измерено					Вычислено
	, град	, В	, В	, А	, Вт		, град
1
2
и т. д.

Вычислить коэффициент мощности электрического угла поворота ротора по формуле

.

 

Эта формула поясняется следующим. Показание ваттметра  равно произведению тока и напряжения, подведенных к ваттметру, и косинуса угла сдвига фаз между их векторами. Ток, проходящий по токовой обмотке ваттметра,  и находится в фазе с напряжением , так как  – активное сопротивление. К обмотке напряжения ваттметра подводится непосредственно напряжение . Поэтому . Если , то . Положение ротора, при котором получается это значение , соответствует совпадению осей обмоток статора и ротора.

7. По данным табл. 9.4 построить векторные диаграммы для случаев: а) ; б) ; в) .

8. На основании полученных данных сформулировать выводы.

 

Ø Контрольные вопросы

 

1. Опишите принцип работы фазорегулятора.

2. Опишите принцип работы индукционного регулятора.

3.  Что такое ?

4.  Что такое ?

5. Объясните построение векторной диаграммы для индукционного регулятора.

 

& Рекомендуемая литература: [1, с. 235–285].

 

 

Лабораторная работа № 10.
Исследование однофазного трансформатора

 

Цель работы: практически усвоить приемы лабораторного исследования однофазного трансформатора и научиться определять его параметры.

Приборы и оборудование:

– источник переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц, в качестве которого используется лабораторный автотрансформатор ЛАТР;

– однофазный трансформатор 220/48 В;

– ваттметр на 220 В, 1 А;

– вольтметр электромагнитный с пределами измерения 30–300 В;

– вольтметр электромагнитный с пределом измерения 150 В;

– амперметр электромагнитный с пределами измерения 0, 25–1 А;

– амперметр электромагнитный с пределом измерения 1 А;

– ламповый реостат для загрузки трансформатора;

– провода соединительные 18 шт.

 

Ø Основные теоретические положения

 

Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока и напряжения одной величины в другие при постоянной мощности и частоте.

Трансформатор является одним из распространенных видов электротехнического оборудования и применяется на железнодорожном транспорте (тяговые подстанции, электроподвижной состав, устройства радиосвязи, СЦБ), в авиации, в жилищно-коммунальном комплексе, в бытовой технике и др.

По назначению трансформаторы подразделяются на силовые, измерительные, выпрямительные, радиотехнические и специальные. По количеству фаз – на однофазные (для цепей однофазного тока) и трехфазные (для трехфазных цепей).

При всем разнообразии трансформаторов конструкция его включает в себя сердечник или магнитопровод, набранный из листов электротехнической стали (ферромагнитный материал), предназначенный для усиления магнитного потока, а также двух или более обмоток из медного или алюминиевого провода, размещенных на сердечнике (см. физические модели трансформаторов и плакаты).

Обмотка трансформатора, присоединенная к источнику питания (сеть электроснабжения, генератор), называется первичной. Соответственно первичными именуются все величины, относящиеся к этой обмотке, – число витков W, напряжение U, ток I и т. д. Буквенные обозначения их снабжаются индексом 1, например , , . Обмотка, к которой подключается приемник (потребитель электроэнергии), и относящиеся к ней величины , ,  называются вторичными (индекс 2). 

Таким образом, вторичные обмотки трансформатора являются источником питания всех потребителей электрической энергии (электровозы, устройства связи, бытовая техника, осветительная нагрузка жилых домов, зданий аэропортов, железнодорожных вокзалов, производственных и учебных помещений).

Принцип действия трансформатора основан на законе электромагнитной индукции и проявляется в том, что при подключении первичной обмотки к источнику переменного напряжения в этой обмотке протекает ток, который создает переменный магнитный поток . Этот магнитный поток, замыкаясь по магнитопроводу, наводит в обмотках трансформатора эдс

; .

 

Действующие значения «трансформаторных» эдс в первичной и вторичной обмотках связаны с амплитудой магнитного потока выражениями:

 

; .

 

Эдс  первичной обмотки уравновешивает напряжение сети  и уменьшает ток , а эдс  создает ток  (если цепь обмотки замкнута). Таким образом, при заданном напряжении  (или ) можно получить любое значение эдс  (или ), подобрав соответствующим образом число витков обмоток

.

 

Для повышения напряжения число витков во вторичной обмотке должно удовлетворять соотношению , а степень преобразования напряжения оценивается коэффициентом трансформации

 

.

 

Трансформатор называется повышающим и устанавливается у источников электрической энергии.

Для понижения напряжения число витков во вторичной обмотке должно удовлетворять соотношению , а коэффициент трансформации определяется выражением:

 

.

 

В этом случае трансформатор называется понижающим и устанавливается у потребителей.

Обмотки трансформаторов различают по значению напряжения: обмотка высшего напряжения (ВН) и обмотка низшего напряжения (НН).

Трансформаторы позволяют передавать от источника потребителям (приемникам энергии) одну и ту же мощность при разных напряжениях и токах:

 

,

 

а трансформация этих величин необходима для экономичной передачи и распределения электрической энергии.

Из этого выражения следует, что при повышении напряжения на вторичной обмотке трансформатора ток уменьшается, и наоборот. Тогда коэффициент трансформации понижающего трансформатора можно записать через напряжения и токи

 

.

 

Трансформатор рассчитан на нормальную работу только при определенных значениях мощности, частоты, напряжений и токов, называемых номинальными. Номинальные параметры указываются на щитке трансформатора и паспорте:  – номинальная полная мощность, В∙ А или кВ∙ А; ,  – номинальные напряжения обмоток, В или кВ; ,  – номинальные токи обмоток, А;  – номинальная частота, 50 Гц.

 

Ø Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с устройством трансформатора и записать его технические данные (паспортные данные).

2. Собрать электрическую схему и представить для проверки преподавателю (рис. 10.1).

 

 

Рис. 10.1. Схема исследования трансформатора

3. Выполнить опыт холостого хода трансформатора. Для этого отключить все лампы, подать питание на первичную обмотку 220 В. Показание всех приборов записать в табл. 10.1.

 

Таблица 10.1

Опыт холостого хода

 

Измеренные				Вычисленные
U10, В	I10, А	Р10, Вт	U20, В	К	Z0, Ом	R0, Ом	X0, Ом	cosj0

 

Вычислить параметры трансформатора в режиме холостого хода

 

; ; ; ; ,

 

где индексом «0» обозначены параметры холостого хода трансформатора.

4. Исследовать работу трансформатора в рабочем режиме при
активной нагрузке. Для этого установить напряжение на первичной обмотке трансформатора 220 В. Включением ламп довести нагрузку до номинальной и выполнить 5–6 измерений, записывая показания в
табл. 10.2.

 

Таблица 10.2

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: