Лабораторная работа_Исследование однофазного трансформатора в среде Multisim (В.А. Соловьёв, А.В. Степанов - Исследование однофазного трансформатора в среде Multisim), страница 2

Вольтметр U1 показывает напряжение напервичной обмотке трансформатора U1, амперметр I1 ее ток I1, а ваттметрJ5XWM1 потребляемую трансформатором активную мощность P1 и егокоэффициент мощности cosj1. Подобные электроизмерительные приборывключены и в цепь вторичной обмотки трансформатора. Напряжение на этойобмотке U2 измеряет вольтметрU1, ток ее нагрузки I2 показывает амперметрI2, а потребляемую нагрузкой активную мощность P2 и ее коэффициентмощности cosj2 ваттметр XWM2.Электропитание первичной обмотки трансформатора осуществляетсяот регулируемого источника переменного напряжения.

Он состоит изисточника переменного напряжения V1 с напряжением U = 220В и частотойf = 50 Гц, субмодели автотрансформатора «Автотрансформатор» ипотенциометра Ru1, при помощи которого регулируют выходное напряжениеавтотрансформатора, подаваемое на первичную обмотку исследуемоготрансформатора.Необходимоенапряжениенапервичнойобмоткетрансформатора устанавливают перемещением мышью движка слайдераоколо потенциометра Ru1 или поочередным нажатием клавиши «U» («Shift+U»).В режиме нагрузки к вторичной обмотке трансформатора могут бытьподключены нагрузочные устройства с активным, активно-индуктивным иактивно-емкостным характером сопротивления. Нагрузочное устройство сактивнымхарактеромсопротивлениясостоитизпоследовательносоединенных реостата Rн1 и резистора Rн2.

Сопротивление реостата можноизменять перемещением мышью движка слайдера около этого резистора илипоочередным нажатием клавиши «R» («Shift +R»).Цепь Rн1,Rн2 подключаютк вторичной обмотке трансформатора замыканием кнопочного выключателяJ1. Изменение положения этого выключателя может быть произведенонажатием клавиши «А» или наведением курсора мыши на его изображение ипоследующим нажатием левой кнопки мыши.Для подключения к вторичной обмотке трансформатора нагрузочныхустройствсактивно-индуктивнымиактивно-емкостнымхарактеромсопротивления используют кнопочные выключатели J2 и J4, а замыканиевторичной обмотки накоротко выполняют кнопочным выключателем J6.Изменениеположенияэтихвыключателейосуществляютнажатиемклавишей, соответственно, «B»,«C» и «D» или мышью, как указано длякнопочного выключателя J1.Нагрузочноеустройствосактивно-индуктивнымхарактеромсопротивления состоит из субмодели «RL – нагрузка» и пакетноговыключателя J3, а нагрузочное устройство с активно-емкостным характеромсопротивленияиз субмодели «RС – нагрузка» и пакетного выключателя J5.Субмодель «RL – нагрузка» содержит пять электрических цепей споследовательно соединенными активным и индуктивным элементами.Общая точка соединения этих цепей подключена к одному из выводоввторичной обмотки трансформатора, а их свободные выводы присоединены кнезависимым однополюсным выключателям пакетного выключателя J3,подключающих их к кнопочному выключателю J2.

Субмодель «RС –нагрузка»содержитпятьэлектрическихцепейспоследовательносоединенными активным и емкостным элементами, общая точка соединениякоторыхподключенатрансформатора.кодномуСвободныеизвыводоввыводыэтихвторичнойцепейобмоткиприсоединеныкнезависимым однополюсным выключателям пакетного выключателя J5, припомощи которых они подключаются к кнопочному выключателю J4.Независимые однополюсные выключатели пакетных выключателей J3,J5, используемые для дискретного изменения сопротивления нагрузкитрансформатора, находятся в отключенном состоянии при расположении ихдвижков около черной точки на изображении соответствующего пакетноговыключателя. Для перевода отдельного однополюсного выключателя вовключенное состояние необходимо поместить на этот однополюсныйвыключатель курсор мыши, принимающий форму руки, и, нажав левуюкнопку мыши, переместить движок выключателя в другое положение.Подобныедействиявыключателя.выполняютиприотключенииоднополюсного3.

Задания и порядок выполнения лабораторной работыОткрыть файл <Однофазный трансформатор_ОСМ1-0,63>.Задание 1. Провести опыт холостого хода трансформатора1. Разомкнуть кнопочные выключатели J1, J2, J4 и J6.2. Включить режим моделирования. Для этого необходимо навести накнопку с треугольником, расположенную в панели меню, курсор мыши инажать ее левую кнопку или навести курсор на изображение выключателя вправом верхнем углу рабочего окна, и нажать левую кнопку мыши.3.УстановитьпотенциометромRu1напервичнойобмоткетрансформатора напряжение U1 = U1н.4. После окончания процесса моделирования записать показанияприборов в табл.1.5.

Рассчитать параметры трансформатора K12, i1х, DPст и его схемызамещения Zх, Rх, Xх. Полученные результаты записать в табл.1.Таблица 1Результаты опыта холостого хода трансформатораРезультаты измеренийU1хI1хP1х cosj1х U2хВАВтВ-K12-Результаты вычисленийZхRхi1хDPст%ВтОмОмXхОмЗадание 2.Провести опыт короткого замыкания трансформатора1.УстановитьпотенциометромRu1напервичнойобмоткетрансформатора напряжение U1 = 0 В.2.

Замкнуть кнопочный выключатель J6.3. Постепенно увеличивая потенциометром Ru1 напряжение напервичной обмотке трансформатора установить такое его значение, прикотором токи в обмотках трансформатора примут значения I1к ≈ I1н и I2к ≈ I2н.4. Записать полученные показания приборов в табл.2.5. Отключить кнопочный выключатель J6.6. Рассчитать параметры трансформатора u1к, DPмн и его схемызамещения Zк, Rк, Xк. Полученные результаты записать в табл.2.Таблица 2Результаты опыта короткого замыкания трансформатораРезультаты измеренийI1кP1кcosj1кАВт-U1кВI2кАРезультаты вычисленийZкRкXкDPмнВтОмОмОмu1к%Задание 3. Провести испытание трансформатора при нагрузке1.УстановитьпотенциометромRu1напервичнойобмоткетрансформатора напряжение U1 = U1н = 220 В.2.

Записать показания приборов в табл.3.3. Замкнуть кнопочный выключатель J1.4. Перевести слайдер реостата Rн1 в положение 100 %. Записатьпоказания приборов при этом значении реостата Rн1 в табл.3. Затем, изменяяположение слайдера реостата Rн1, поочередно записывать в табл.3 показанияприборов при разных значениях сопротивления этого реостата. Последнееизмерение показаний приборов выполнить при положении 0 % слайдерареостата Rн1.5. Отключить кнопочный выключатель J1.6. По показаниям приборов табл.3 рассчитать значения h, b, DPм, DP иDU2 трансформатора при нагрузке с cosj2 = 1. Полученные результатызаписать в табл.3.Таблица 3Результаты испытания трансформатора при нагрузке с cosj2 = 1Результаты измеренийI1P1 cosj1 U2I2АВтВА0U1В7.Поданнымтабл.3Результаты вычисленийP2Вт0h0построитьb0DPмВтрабочиеDPВтDU2%0характеристикитрансформатора I1, U2, cosj1, h = f(P2) при нагрузке с cosj2 = 1.8.

По данным табл.3 построить графики DРст, DРм, DР, h = f(b).9. Замкнуть кнопочный выключатель J2 и разомкнуть однополюсныевыключатели пакетного выключателя J3.10. Записать показания приборов в табл.4.11. Замыкать поочередно однополюсные выключатели пакетноговыключателя J3, изменяя тем самым сопротивление нагрузочного устройствас активно-индуктивным характером сопротивления. Полученные показанияприборов записывать в табл.4.12.ОтключитькнопочныйвыключательJ2иоднополюсныевыключатели пакетного выключателя J3.13. По показаниям приборов в табл.4 рассчитать значения h, b, DPм, DPи DU2 трансформатора при нагрузке с cosj2 = 0,8 и j2> 0. Полученныерезультаты записать в табл.4.14.Поданнымтабл.4построитьрабочиехарактеристикитрансформатора I1, U2, cosj1, h = f(P2) при нагрузке с cosj2 = 0,8 и j2> 0.Таблица 4Результаты испытания трансформатора при нагрузке с cosj2 = 0,8, j2> 0U1ВРезультаты измеренийI1P1 cosj1 U2I2АВтВА0Результаты вычисленийP2Вт0h0b0DPмВтDPВтDU2%015.

Замкнуть кнопочный выключатель J4 и разомкнуть однополюсныевыключатели пакетного выключателя J5.16. Записать показания приборов в табл.5.17. Замыкать поочередно однополюсные выключатели пакетноговыключателя J5, и, тем самым, изменять сопротивление нагрузочногоустройства с активно-емкостным характером сопротивления. Полученныепоказания приборов записывать в табл.5.Таблица 5Результаты испытания трансформатора при нагрузке с cosj2 = 0,8, j2< 0U1ВРезультаты измеренийI1P1 cosj1 U2I2АВтВА0Результаты вычисленийP2Вт0h0b0DPмВтDPВтDU2%018.ОтключитькнопочныйвыключательJ4иоднополюсныевыключатели пакетного выключателя J5.19. По показаниям приборов в табл.5 рассчитать значения h, b, DPм, DPи DU2 трансформатора при нагрузке с cosj2 = 0,8 и j2< 0.

Полученныерезультаты записать в табл.5.20. По данным табл. 3 – 5 построить графики зависимостей DU2 = f(b)приактивном,активно-индуктивномиактивно-емкостномхарактересопротивления нагрузки трансформатора.4. Содержание отчета1. Паспортные данные исследуемого однофазного трансформатора.2. Принципиальная электрическая схема лабораторного стенда дляиспытания однофазного трансформатора (и/или его схемотехническаямодель).3. Схема замещения однофазного трансформатора.4. Формулы для расчета параметров однофазного трансформатора и егосхемы замещения.5. Таблицы с результатами измерения и расчета при проведенииопытов холостого хода, короткого замыкания и испытания однофазноготрансформатора с нагрузкой при активном, активно-индуктивном и активноемкостном характере ее сопротивления.6.Графикирабочих характеристикI1,U2,cosj1,h = f(P2)трансформатора при нагрузке с cosj2 = 1 и с cosj2 = 0,8, j2> 0.7. Графики зависимостей DРст, DРм, DР, h = f(b) при активномсопротивлении нагрузки трансформатора.8.

Графики зависимостей DU2 = f(b) при активном, активноиндуктивном и активно-емкостном характере сопротивления нагрузкитрансформатора.Изменения в схемотехнической моделине сохранять!5. Список литературы1. Немцов М.В., Светлакова И.И. Электротехника.