laba_9_metoda (803197), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Приведенная ЭДС вторичнойобмоткиE2  E1  к12 E2 .По условию соблюдения эквивалентности проводимой замены в реальном и приведенном трансформаторах должны быть равны МДС вторичныхобмотокI 2 w1  I 2 w2 .Тогда приведенный ток вторичной обмотки8I 2 I2.к12Приведенные активное R2 и индуктивное X2 сопротивления вторичнойобмотки определяются соответственно из равенства мощностей потерь впроводниках и равенства реактивных мощностей вторичных обмоток реального и приведенного трансформаторовR2 I 22  R2 (I 2 )2 ; X 2 I 22  X 2 (I 2 )2 .Подобное равенство можно записать и для мощности нагрузки трансформатораZ н I 22  Z н (I 2 ) 2 .Из приведенных соотношений следует222R2  к12R2 ; X 2  к12X 2 ; Z н  к12Zн ,причем последнее выражение верно и комплексной форме записи222Z н  к12Z н  Rн  jX н  к12Rн  jк12Xн ,где Rн, Xн  активное и реактивное сопротивления нагрузки трансформатора;Rн, Xн  приведенные активное и реактивное сопротивления нагрузкитрансформатора.Приведенное напряжение на вторичной обмотке трансформатораU 2  Z н I 2  к12U 2 .После приведения параметров цепей вторичной обмотки основная система уравнений трансформатора принимает видI1  I1х  I ,U1  E1  R1 I1  jX 1 I1 ,E 2  U 2  R2 I2  jX 2I2 .9Этим уравнениям соответствует Т-образная схема замещения трансформатора, представленная на рис.2.Рис.2.

Т-образная схема замещения однофазного трансформатораВ ней магнитная цепь, связывающая электрические цепи обмотоктрансформатора, заменена эквивалентной электрической цепью, называемойнамагничивающей ветвью. Такая замена основывается на представленииЭДС E1 = E2 в уравнениях трансформатора падением напряжения на вводимой ветвиE1  E 2  Rх  jX х I1х ,где Rх – активное сопротивление намагничивающей ветви, обусловленноемощностью потерь в сердечнике трансформатора из-за вихревых токов и гистерезиса; Xх – индуктивное сопротивление намагничивающей ветви, обусловленное основным магнитным потоком трансформатора.Все параметры Т-образной схемы замещения трансформатора не могутбыть рассчитаны или определены экспериментально.

Поэтому на практикеиспользуют Г-образную схему замещения трансформатора, изображенную нарис.3.10Рис.3. Г-образная схема замещения однофазного трансформатораВ ней намагничивающая ветвь с током I1х перенесена на вход схемы иподключена непосредственно к источнику U1. Такое преобразование схемызамещения вносит некоторые погрешности при определении токов трансформатора. Однако, учитывая сравнительно малое падение напряжения насопротивлениях R1, X1, они невелики, и ими пренебрегают.1.3. Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатораДля определения параметров Г-образной схемы замещения трансформатора проводят опыты его холостого хода и короткого замыкания. Из этихопытов определяют также параметры трансформатора, позволяющие рассчитать его основные эксплуатационные характеристики. Электрическая схемалабораторного стенда для выполнения опытов холостого хода и короткогозамыкания трансформатора показана на рис.4.

Она содержит исследуемыйоднофазный трансформатор Т с включенными в цепи его обмоток необходимыми для проведения опытов электроизмерительными приборами и автотрансформатор АТ, используемый для регулирования напряжения на первичной обмотке трансформатора.11Рис.4. Схема для опытов холостого хода и короткого замыкания трансформатораОпыт холостого хода трансформатора проводят при разомкнутомвыключателе SA и отключенной нагрузке.

На первичной обмотке трансформатора Т автотрансформатором АТ устанавливают, контролируя по вольтметру V1, номинальное напряжение U1х = U1н. Амперметром A1 и ваттметром W1 измеряют ток первичной обмотки I1х и активную мощность P1х, потребляемую трансформатором в этом режиме, а вольтметром V2 напряжениена вторичной обмотке U2х = E2.По результатам измерений вычисляют коэффициент трансформациик12 E1 U1н,E2 U 2 хотносительное значение тока холостого хода трансформатораi1х I1х100% ,I1нгде I1н – номинальный ток первичной обмотки трансформатора.В режиме холостого хода I1х = (0,03…0,1)I1н, и только у трансформаторов малой мощности он доходит до 0,2I1н. Поэтому электрические потеримощности в первичной обмотке по сравнению с номинальным режимом незначительны, а во вторичной обмотке и вовсе равны нулю, так как I2 = 0. Изэтого следует, что при холостом ходе трансформатора основными потерями12мощности будут магнитные потери в его сердечнике, называемые также потерями в стали, и их показывает ваттметр W1Pст  P1х .По показанию ваттметра W1 можно также определить и коэффициентмощности трансформатора при холостом ходеcos 1х P1хU1х I1х.Опыту холостого хода трансформатора, учитывая, что I2 = 0, соответствует схема замещения (рис.5), содержащая только намагничивающую ветвьРис.5.

Схема замещения трансформатора в опыте холостого ходаПараметры ее элементов рассчитывают по формуламZх U1хP; Rх  12х ; X х  Z х2  Rх2 .I1хI1хПри проведении опыта короткого замыкания трансформатора необходимо учитывать, что при закорачивании вторичной обмотки замыканиемвыключателя SA (рис.4) и номинальном напряжении на первичной обмоткеU1 = U1н в обмотках трансформатора возникают токи, многократно превышающие их номинальные значения, и реальный трансформатор может выйтииз строя. Поэтому перед этим опытом предварительно понижают напряжениена первичной обмотке трансформатора до U1 = 0 В, и только после этого закорачивают выключателем SA его вторичную обмотку.

Затем автотрансфор13матором АТ постепенно повышают, контролируя по вольтметру V1, напряжение на первичной обмотке трансформатора до U1 = U1к, при котором токив его обмотках, измеряемые амперметрами А1, А2, будут равны их номинальным значениямI1к  I1н SнS; I 2к  I 2н  н ,U1нU 2нгде Sн – номинальная полная мощность трансформатора.При напряжении U1 = U1к ваттметром W1 измеряют потребляемуютрансформатором активную мощность P1к. Используя показания приборов,рассчитывают относительно значения напряжение короткого замыканиятрансформатораu1к U1к 100%U1ни его коэффициент мощности в этом режимеcos 1к P1к.U1к I I1кНапряжение короткого замыкания трансформаторов U1к в 10…20 и более раз меньше их номинального напряжения U1н.

Поэтому основной магнитный поток в сердечнике трансформатора, пропорциональный напряжению U1к ≈ E1к = 4,44w1 f Φm, будет очень мал. Тогда потери в стали, пропорциональные квадрату магнитного потока, будут пренебрежимо малы, и ихможно не учитывать. Следовательно, вся активная мощность P1к, потребляемая трансформатором в опыте короткого замыкания, идет на нагрев обмотоки равна электрическим потерям мощности в них или потерям в меди ΔPм.Эти потери мощности измеряются при номинальных токах обмоток трансформатора и являются номинальными потерями мощности в медиPмн  P1к  R1 I12н  R2 I 22н  R1  R2 I12н .14В опыте короткого замыкания трансформатора при U1к << U1н ток в намагничивающей ветви Г-образной схемы замещения очень мал, поэтому ееиз схемы замещения исключают (рис.6)Рис.6.

Схема замещения трансформатора в опыте короткого замыканияПараметры схемы замещения трансформатора в опыте короткого замыкания определяют по формуламZк U1кP; Rк  R1  R2  12к ; X к  X 1  X 2  Z к2  Rк2 .I1кI1кR1  R  RкX; X 1  X 2  к .221.4. Внешняя характеристика трансформатораПри нагружении трансформатора вследствие падения напряжения насопротивлениях его обмоток с изменением тока нагрузки изменяется напряжение на вторичной обмотке. Зависимость напряжения на вторичной обмотке трансформатора от тока нагрузки U2 = f(I2) при U1 = U1н = const и коэффициенте мощности нагрузки cosφ2 = const называют внешней характеристикойтрансформатора.

Относительное значение изменения вторичного напряжениятрансформатора выражают в процентахU 2 % U 2х  U 2U  U 2100%  1н100% .U 2хU1н15Из схемы замещения трансформатора (рис.3) и соответствующей ейвекторной диаграммы при пренебрежении током I1х следуетU1н  U 2  I1 Rк cos 2  X к sin 2  .С учетом этого равенства внешняя характеристика трансформатораможет быть выражена зависимостьюU 2  U 2х  I 2нRк cos 2  X к sin 2  ,2к12где β = I2 / I2н ≈ I1 / I1н – коэффициент загрузки трансформатора.Изменение напряжения на вторичной обмотке трансформатора, какследует из выражения его внешней характеристики, зависит не только от тока нагрузки I2, но и от ее характера, т.е.

Характеристики

Список файлов книги