Исследование однофазного трансформатора
Устройство и принцип действия трансформатора. Расчет и экспериментальное определение основных параметров и эксплуатационных характеристик трансформатора на холостом ходу и под нагрузкой. Технические параметры трансформатора при работе в трех режимах.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.06.2021 |
| Размер файла | 248,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВО Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева
Кафедра электротехники и промышленной электроники (ЭПЭ)
Факультет: Радиоэлектроники и информатики
Рабочий протокол и отчет по лабораторной работе №1
Тема:
Исследование однофазного трансформатора
Д.А. Будкин, Н.А. Соловьев
Студенты группы ВЭБ-18
Преподаватель: Д.В. Скорынини
Рыбинск 2021
1. Цель работы
Ознакомится с устройством и принципом действия трансформатора.
Расчетным путем и экспериментально определить основные параметры и эксплуатационные характеристики трансформатора в трех режимах:
а) на холостом ходу;
б) под нагрузкой;
2. Исходные данные
2.1 Паспорт испытуемого трансформатора
|
Тип трансформатора |
Завод изготовитель |
|
|
ОСМ1 |
Электромеханический завод им. В.И. Козлова, г. Минск |
2.2 Обмоточные данные
|
Обмотка |
Количество витков |
Омические сопротивления |
|
|
I Первая w1 |
2420 |
r1 = 5,0Ом |
|
|
II Вторая w2 |
396 |
r2 = 0,6 Ом |
Номинальная частота - 50 Гц.
Число фаз - одна.
SH = 0.16кВА
Номинальное напряжение первой обмотки - U1H = 220 В.
Номинальное напряжение второй обмотки - U2H = 36 В.
технический эксплуатационный холостой нагрузка трансформатор
3. Результаты выполнения работы
3.1 Расчет входных параметров трансформатора и параметров холостого хода
Номинальный первичный ток:
Номинальный вторичный ток:
Напряжение холостого хода:
U2X = E2
Коэффициент трансформации:
Ток холостого хода при U1=U1H:
Потери холостого хода:
Потери холостого хода, выраженные в процентах, определяются по формуле:
Режим холостого хода позволяет определить также потери в стали сС. Потребляемая активная мощность РХ в данном случае равна:
так как - электрические потери в проводах первичной обмотки весьма малы.
Потери в стали трансформатора - это потери на гистерезис и вихревые токи. Они пропорциональны квадрату магнитного потока Ф и, следовательно, квадрату приложенного напряжения U1.
Определение коэффициента мощности:
В режиме холостого хода коэффициент мощности мал. Это показывает на то, что в данном режиме потребляется в основном реактивная мощность (энергия), идущая на создание магнитного поля сердечника. По данным опыта холостого хода определяются параметры холостого хода:
Ом
r12 - сопротивление эквивалентное потерям в стали , отсюда
3.2 Задачи испытания трансформатора в режиме холостого хода
Испытания проводятся для определения:
а) коэффициента трансформации - К;
б) тока холостого хода - I1X(iX);
в) потерь холостого хода - РХ(рX);
г) параметров холостого хода - zX ; rX ; xX ;
д) коэффициента мощности холостого хода - cos цX.
3.2.1 Показания снятые при испытаниях в режиме холостого хода
|
Измеряемый параметр |
Обозначение |
Единицы измерения |
Значение |
|
|
Номинальное напряжение первичной обмотки |
U1Х |
В |
220 |
|
|
Напряжение вторичной обмотки |
U2Х |
В |
36 |
|
|
Ток холостого хода |
I1Х |
А |
0,01 |
Коэффициент трансформации:
Ток холостого хода при U1=U1H в %:
Потери холостого хода:
Потери холостого хода, выраженные в процентах:
Определение коэффициента мощности:
Параметры холостого хода:
Ом
r12 - сопротивление эквивалентное потерям в стали , отсюда
3.3 Задачи испытания трансформатора в режиме короткого замыкания.
3.3.1 Показания снятые при испытаниях в режиме короткого замыкания
|
Измеряемый параметр |
Обозначение |
Единицы измерения |
Значение |
|
|
Напряжение короткого замыкания |
UKH |
В |
16,2 |
|
|
Ток в первичной обмотке |
I1кн |
А |
0,74 |
|
|
Ток во вторичной обмотке |
I2кн |
А |
4,2 |
Задачей испытания в режиме короткого замыкания является определение напряжения короткого замыкания.
UKH
UK % = ------ ? 100%
U1H
Потери в режиме короткого замыкания:
Потери в режиме короткого замыкания %:
Потери мощности в проводах обмоток pЭ1 и pЭ2. Они принимаются равными потребляемой мощности РК, в силу малости потерь в стали, т.к. в данном случае в сердечнике весьма небольшой магнитный поток.
PК = pЭ1 + рЭ2 + рС ? рЭ1 + рЭ2 = I21H r1+I22H r2
Потери мощности в проводах обмоток pЭ1 и pЭ2:
Потери в режиме короткого замыкания (расчетное значение):
Потери в режиме короткого замыкания % (расчетное значение):
По данным замеров можно найти параметры короткого замыкания:
Коэффициент мощности в режиме короткого замыкания равен
Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания
UKa = UK • cos цк
Uкр = Uк ? sin цк
3.4 Задачи испытания трансформатора под нагрузкой
Режим нагрузки - это основной рабочий режим трансформатора, при котором потребляемая трансформатором энергия преобразуется и отдаётся потребителю.
3.4.1 Показания снятые под нагрузкой
|
Измеряемый параметр |
Значения |
||||||
|
Напряжение на вторичной обмотке U2 (В) |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
|
|
Ток в первичной обмотке I1 (А) |
0,4 |
0,42 |
0,46 |
0,48 |
0,48 |
0,48 |
|
|
Ток во вторичной обмотке I2 (А) |
1,9 |
2,2 |
2,4 |
2,3 |
2,8 |
3 |
Внешняя характеристика трансформатора U2 (I2) является основной эксплуатационной характеристикой. Она позволяет оценить отклонение величины напряжения U2 на зажимах вторичной обмотки трансформатора при изменении нагрузки от нуля до номинального значения
?U2 = U2Х - U2
?U2 = 36-35=1 В
или в процентах
КПД трансформатора:
3.4.2 Полный перечень всех измеренных и вычисленных значений
|
№ |
Эксплуатационная характеристика (параметр) |
обозначение |
Един. измерения |
Расчет. Формула |
Эксперимент |
|
|
1 |
Номинальный первичный ток |
I1Н |
A |
0,73 |
0,73 |
|
|
2 |
Номинальный вторичный ток |
I2Н |
A |
4,44 |
4,44 |
|
|
Холостой ход |
||||||
|
3 |
Напряжение холостого хода |
U2Х |
B |
36 |
36 |
|
|
4 |
Коэффициент трансформации |
К |
- |
6,11 |
6,11 |
|
|
5 |
Ток холостого хода при U1=U1H |
I1Х |
A |
0,0365 |
0,01 |
|
|
6 |
Тоже в % |
1Х |
% |
5 |
1,4 |
|
|
7 |
Потери холостого хода |
P1Х |
Вт |
8,3 |
2,2 |
|
|
8 |
Тоже в % |
PХ |
% |
5,19 |
1,38 |
|
|
9 |
Мощность потерь в первичной обмотке |
Pэ1 |
Вт |
0 |
0 |
|
|
10 |
Мощность потерь в сердечнике |
Pc |
Вт |
8,3 |
2,2 |
|
|
11 |
Коэффициент мощности |
cos цx |
- |
1.034 |
1 |
|
|
12 |
Параметры холостого хода |
Zx |
Ом |
301,4 |
301,4 |
|
|
13 |
параметры Г-образной схемы замещения |
rX |
Ом |
6230 |
22000 |
|
|
14 |
Сопротивление эквивалентное потерям в стали |
r12 |
Ом |
6230 |
22000 |
|
|
Короткое замыкание |
||||||
|
15 |
Напряжение коротко замыкания |
UKH |
B |
- |
16,2 |
|
|
16 |
Тоже в % |
UKH |
% |
- |
7,36 |
|
|
17 |
Активная составляющая в % |
UKA |
% |
- |
99,9 |
|
|
18 |
Реактивная составляющая в % |
UKP |
% |
- |
0,01 |
|
|
19 |
Потери мощности короткого замыкания |
РK |
Вт |
14,5 |
12 |
|
|
20 |
Тоже в % |
РK |
% |
9 |
7,5 |
|
|
21 |
Мощность потерь в первичной обмотке |
Рэ1 |
Вт |
2,665 |
- |
|
|
22 |
То же во вторичной |
Рэ2 |
Вт |
11,828 |
- |
|
|
23 |
Потери мощности в сердечнике |
Рс |
Вт |
0 |
0 |
|
|
24 |
Параметры короткого замыкания параметры Г-образной схемы замещения) |
ZK |
Ом |
- |
22,2 |
|
|
25 |
rK |
Ом |
- |
22,5 |
||
|
26 |
ХK |
Ом |
- |
- |
||
|
27 |
Коэффициент мощности при К3 |
cosцk |
- |
- |
1,01 |
|
|
Нагрузочный режим |
||||||
|
28 |
Изменение напряжения при номинальной нагрузке |
ДU2 |
В |
- |
1 |
|
|
29 |
Тоже в % |
ДU2 |
% |
- |
2,77 |
|
|
30 |
К.п.д. в номинальном режиме |
зН |
- |
- |
99,4 |
В нашем случае строить внешнюю характеристику трансформатора не имеет смысла, т.к. по полученным данным она будет представлять из себя прямую линию. Из чего можно сделать вывод, что нагрузка, применяемая на вторичной обмотке, была мала.
Вывод
В ходе работы мы ознакомились с устройством и принципом действия трансформатора. Расчетным путем и экспериментально были определены основные параметры и эксплуатационные характеристики трансформатора в трех режимах:
а) на холостом ходу;
б) под нагрузкой;
в) в режиме короткого замыкания.
Результаты, полученные опытным путем соизмеримы с расчетными, что говорит о том, что погрешность в измерениях вносили в большей мере измерительные приборы, чем сам трансформатор.
Размещено на allbest.ru
...Подобные документы
Расчёт импульсного трансформатора. Название, область использования прибора, схемотехнические преимущества. Пример методики расчёта трансформатора. Электрическая принципиальная схема устройства. Описание программного обеспечения для расчёта трансформатора.
курсовая работа [830,3 K], добавлен 15.02.2015Трансформация напряжений или токов посредством электромагнитной индукции как основная функция трансформатора. Конструирование трансформатора, предназначенного для преобразования систем переменного электрического тока. Расчет тороидального трансформатора.
контрольная работа [170,1 K], добавлен 14.03.2010Определение электромагнитных параметров трансформатора. Выбор материала и типа магнитопровода. Определение значения магнитной индукции, потерь мощности и плотности токов. Расчёт ёмкости трансформатора. Проверка вместимости обмоток в окно магнитопровода.
курсовая работа [943,1 K], добавлен 22.01.2017Назначение основных блоков электронного трансформатора. Выбор входного выпрямителя и фильтра. Расчет трансформатора, мощности разрядного резистора и схемы силового инвертора. Разработка системы управления силовым инвертором. Проектирование блока защиты.
курсовая работа [443,4 K], добавлен 05.03.2015Анализ условий эксплуатации трансформатора с заданными характеристиками. Обоснование дополнительных требований, параметров. Обзор аналогичных конструкций, выбор направления проектирования. Электрический, конструктивный расчет тороидального трансформатора.
курсовая работа [144,1 K], добавлен 10.03.2010Выбор схемы выпрямления. Основные параметры схем при работе на индуктивную нагрузку. Расчет силового трансформатора: потери мощности на сопротивлениях обмоток, сопротивление провода первичной обмотки. Проверка теплового режима трансформатора выпрямителя.
контрольная работа [372,7 K], добавлен 06.08.2013Конструирование маломощного броневого трансформатора, предназначенного для преобразования систем переменного электрического тока. Электрический, конструктивный расчет тороидального трансформатора, эскизная проработка элемента, анализ принятых решений.
курсовая работа [146,6 K], добавлен 10.03.2010Расчет выпрямительного устройства при работе на активно-емкостную нагрузку, компенсационного стабилизатора с непрерывным регулированием напряжения, мощности вторичных обмоток трансформатора. Определение расчетного габаритного параметра трансформатора.
курсовая работа [842,2 K], добавлен 16.01.2015Расчет параметров двигателя постоянного тока. Расчёт и выбор согласующего трансформатора, выбор тиристоров. Система импульсно-фазового управления. Моделирование трехфазного трансформатора в режимах короткого замыкания и холостого хода в среде Matlab.
курсовая работа [651,6 K], добавлен 30.03.2015Аналіз схеми з нульовим виводом трансформатора. Стадії побудови часових діаграм струмів і напруг обмотки трансформатора. Розрахунок типової потужності трансформатора ST, основні параметри випрямляча. Використання схеми з нульовим виводом трансформатора.
контрольная работа [270,4 K], добавлен 27.03.2012Расчет размеров амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик четвертьволнового трансформатора. Определение полосы пропускания трансформатора при изменении перепада волновых (характеристических) сопротивлений, оценка реактивного сопротивления.
контрольная работа [574,3 K], добавлен 07.02.2011Формула трансформатора ЭДС. Уравнение равновесия для первичной обмотки. Режим ХХ трансформатора. Рабочий режим трансформатора: уравнение равновесия намагничивающих сил (УРНС). Рабочий режим трансформатора: эквивалентная схема и векторная диаграмма.
реферат [727,8 K], добавлен 10.02.2009Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний. Максимальные сжимающие силы в обмотках. Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания. Расчет параметров короткого замыкания. Выбор оптимального варианта размеров трансформатора.
курсовая работа [112,4 K], добавлен 22.05.2014Требования технического задания на проектирование трансформатора питания малой мощности. Разработка конструкции трансформатора, обеспечивающей автоматизированное производство и сборку. Электрический расчет трансформатора. Варианты компоновки изделия.
курсовая работа [100,7 K], добавлен 11.01.2015Методика расчета маломощного трансформатора с воздушным охлаждением. Выбор магнитопровода, определение числа витков в обмотках, электрический и конструктивный расчет. Определение потерь, намагничивающего тока в стали; расчет падения напряжения и КПД.
курсовая работа [122,1 K], добавлен 12.05.2011Характеристика свойств и параметров полупроводниковых приборов: диодов, транзисторов и стабилитронов. Расчет стабилизаторов напряжения, выпрямителей с емкостным фильтром. Выбор стандартного трансформатора. Определение коэффициента полезного действия.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 19.02.2013Разработка релейной защиты от всех видов повреждений трансформатора для кабельных линий. Определение целесообразности установки специальной защиты нулевой последовательности. Расчет защиты кабельной линии, трансформатора. Построение графика селективности.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.04.2013Основное преимущество обратноходовой топологии. Схема однотактного обратноходового преобразователя. Частотозадающие элементы. Расчет трансформатора: определения необходимых индуктивностей обмоток. Схематичный разрез трансформатора. Первичная обмотка.
курсовая работа [768,5 K], добавлен 10.04.2014Работа источника питания радиоэлектронной аппаратуры. Расчет стабилизаторов напряжения, однофазного мостового выпрямителя с емкостным фильтром, параметров трансформатора, коэффициента полезного действия. Выбор микросхемы, стабилитрона и транзистора.
курсовая работа [271,9 K], добавлен 20.03.2014Получение ряда вторичных напряжений, электрически не зависимых друг от друга и от питающей сети с помощью трансформатора питания. Расчет трансформатора питания с заданными параметрами. Анализ условий эксплуатации. Расчет конструкции и необходимых деталей.
курсовая работа [171,8 K], добавлен 14.03.2010
