laba_9_metoda (803197), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

угла φ2. При активной нагрузке φ2 =0, при активно-индуктивной нагрузке угол φ2 положительный, а при активноемкостной нагрузке φ2 отрицательный. Поэтому при работе трансформаторас активной и активно-индуктивной нагрузкой напряжение U2 снижается сувеличением тока I2, причем более интенсивно при работе с активноиндуктивной нагрузкой, а при активно-емкостной нагрузке напряжение U2может увеличиваться.1.5. Потери мощности и КПД трансформатораПреобразованиеэлектроэнергии в трансформаторе сопровождаетсяпотерями мощности, называемые по месту их возникновения потерями мощности в стали (сердечнике) ΔPст и потерями мощности в меди (обмотках)ΔPм. Мощность потерь в стали, как и амплитуда магнитного потока Φm, приU1 = U1н = const, f = const практически не зависит от нагрузки трансформатора и относится к постоянным потерям мощностиPст  const .16Мощность потерь в меди зависит от степени загрузки трансформатораи образует переменную составляющую его мощности потерьPм  Rк I 2 2   2 Pмн .Эффективность преобразования электроэнергии в трансформаторе оценивается по его КПДP2P2,P1 P2  Pгде P1 = U1I1cosφ1 – активная мощность, потребляемая трансформатором изсети; cosφ1 – коэффициент мощности трансформатора; P2 – активная мощность, отдаваемая трансформатором в нагрузку; ΔP = ΔPст + ΔPм – мощностьпотерь трансформатора.КПД трансформатора очень высок.

Поэтому, принимая во внимание,что относительная разность мощностей P1 и P2 соизмерима с погрешностьюизмеряемых их приборов, для определения КПД трансформатора рекомендован косвенный метод, основанный на измерении мощностей потерь. Тогда,учитывая, чтоP2  U 2 I 2 cos 2  Sн cos 2 ,КПД трансформатораS н cos  2. Sн cos  2   2 Pмн  PстЭто выражение представляет собой функцию η = f(β), имеющую максимум η = ηmax при оптимальном коэффициенте загрузки трансформатораопт PстP 1х .PмнP1кЗначению β = βопт соответствует равенство переменных и постоянныхпотерь мощности трансформатора172опт Pмн  Pст .Трансформаторы силовых сетей, работающие на переменную нагрузку,имеют максимум КПД обычно при βопт = 0,5…0,7.2. Описание виртуальной модели лабораторного стендадля испытания однофазного трансформатораВ лабораторной работе исследуется однофазный трансформатор ОСМ10,63 – 220/42.

Он предназначен для питания различной аппаратуры в промышленных электроустановках общего назначения. Его паспортные данные:U1н = 220 В, I1н = 2,86 А, Sн = 630 ВА, U2н =42 В, I2н = 15 А.Виртуальная модель лабораторного стенда для испытания однофазноготрансформатора с включенными в его цепи виртуальными электроизмерительными приборами и нагрузочными устройствами находится в файле <Однофазный трансформатор_ОСМ1-0,63> среды NI Multisim 10.1. Ее изображение после открытия этого файла показано на рис.7.Однофазный трансфоратор ОСМ1-0,63-220/42XWM1VRu110kΩKey=UV1220 Vrms50 Hz0°XWM2IVIJ1A1+0.440100%АвтотрансформаторX1IO1IO2IO4IO3U1+-220.000A2A+5.944uОднофазный трансформаторX2IO3IO2IO4Rн120Ω100%Key=RJ6-Клавиша = DU2+VIO1Клавиша = AA43.054VRн22ΩJ2J4Клавиша = BКлавиша = CJ3R-L нагрузкаX3IO3IO1IO2IO4IO5IO6J5R-C нагрузкаX4IO3IO1IO2IO4IO5IO6Рис.7.

Виртуальная модель лабораторного стенда для испытанияоднофазного трансформатора18В модели виртуального лабораторного стенда исследуемый трансформатор представлен субмоделью «Однофазный трансформатор», содержащейчетыре вывода. Их них два вывода являются выводами первичной обмоткитрансформатора, а два других выводами вторичной обмотки. В цепи обеихобмоток трансформатора включены электроизмерительные приборы. Вольтметр U1 показывает напряжение на первичной обмотке трансформатора U1,амперметр I1 ее ток I1, а ваттметр XWM1 потребляемую трансформаторомактивную мощность P1 и его коэффициент мощности cos1. Такие же электроизмерительные приборы включены и в цепь вторичной обмотки трансформатора.

Напряжение на этой обмотке U2 измеряет вольтметр U1, ток нагрузки I2 показывает амперметр I2, а потребляемую нагрузкой активнуюмощность P2 и ее коэффициент мощности cos2 ваттметр XWM2.Питание первичной обмотки трансформатора осуществляется от регулируемого источника переменного напряжения.

Он состоит из источника переменного напряжения V1 с напряжением U = 220В и частотой f = 50 Гц,субмодели автотрансформатора «Автотрансформатор» и потенциометра Ru1,при помощи которого регулируют выходное напряжение автотрансформатора, подаваемое на первичную обмотку исследуемого трансформатора. Необходимое напряжение на первичной обмотке трансформатора устанавливаютперемещением мышью движка слайдера около 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 сактивным характером сопротивления состоит из соединенных последовательно реостата Rн1 и резистора Rн2. Сопротивление реостата можно изменять перемещением мышью движка слайдера около этого резистора или поочередным нажатием клавиши «R» («Shift +R»).

Цепь Rн1,Rн2 подключают квторичной обмотке трансформатора замыканием кнопочного выключателя19J1. Изменение положения этого выключателя может быть произведено нажатием клавиши «А» или наведением курсора мыши на его изображение и последующим нажатием левой кнопки мыши.Для подключения к вторичной обмотке трансформатора нагрузочныхустройств с активно-индуктивным и активно-емкостным характером сопротивления используют кнопочные выключатели J2 и J4, а замыкание вторичной обмотки накоротко выполняют кнопочным выключателем J6. Изменениеположения этих выключателей осуществляют нажатием клавишей, соответственно, «B», «C» и «D» или мышью, как указано для кнопочного выключателя J1.Нагрузочное устройство с активно-индуктивным характером сопротивления состоит из субмодели «RL – нагрузка» и пакетного выключателя J3, анагрузочное устройство с активно-емкостным характером сопротивления изсубмодели «RС – нагрузка» и пакетного выключателя J5.

Субмодель «RL –нагрузка» содержит пять электрических цепей с последовательно соединенными активным и индуктивным элементами. Общая точка соединения этихцепей подключена к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора,а их свободные выводы присоединены к независимым однополюсным выключателям пакетного выключателя J3, подключающих их к кнопочному выключателю J2.Субмодель «RС – нагрузка» содержит пять электрических цепей с последовательно соединенными активным и емкостным элементами, общаяточка соединения которых подключена к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора.

Свободные выводы этих цепей присоединены к однополюсным выключателям пакетного выключателя J5, при помощи которыхони подключаются к кнопочному выключателю J4.Однополюсные выключатели пакетных выключателей J3, J5, используемые для дискретного изменения сопротивления нагрузки трансформатора,находятся в отключенном состоянии при расположении их движков околочерной точки на изображении соответствующего пакетного выключателя.20Каждый из однополюсных выключателей пакетного выключателя может включаться и выключаться. Для перевода отдельного однополюсноговыключателя во включенное состояние необходимо поместить на этот однополюсный выключатель курсор мыши, принимающий форму руки и, нажавлевую кнопку мыши, переместить движок выключателя в другое положение.Аналогичные действия выполняют и при отключении однополюсноговыключателя.3.

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.

Установить потенциометром Ru1 на первичной обмотке трансформатора напряжение U1 = U1н.4. После окончания процесса моделирования записать показания приборов в табл.1.5. Рассчитать параметры трансформатора к12, i1х, Pст и его схемы замещения Zх, Rх, Xх. Полученные результаты записать в табл.1.Таблица 1Результаты опыта холостого хода трансформатораU1хВРезультаты измеренийI1хP1х cos1х U2хАВтВРезультаты вычисленийi1хZхRхPст%ВтОмОмк1221XхОмЗадание 2. Провести опыт короткого замыкания трансформатора1. Установить потенциометром Ru1 на первичной обмотке трансформатора напряжение U1 = 0 В.2. Замкнуть кнопочный выключатель J6.3.

Постепенно увеличивая потенциометром Ru1 напряжение на первичной обмотке трансформатора установить такое его значение, при которомтоки 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, Pмн и его схемы замещения Zк, Rк, Xк. Полученные результаты записать в табл.2.Таблица 2Результаты опыта короткого замыкания трансформатораU1кВРезультаты измеренийI1кP1к cos1кАВтI2кАu1к%Результаты вычисленийZкRкXкPмнВтОмОмОмЗадание 3. Провести испытание трансформатора при нагрузке1.

Характеристики

Список файлов книги