пр2 эльмаш (852571), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Ток холостого хода, потребляемый трансформатором, зависитот величины приложенного напряжения. Так как обычно трансформатор работает при номинальном напряжении, то и значение тока х. хв процентах от номинального первичного тока определяется для номинального напряженияi0 í =I 0í100 %.I 1íВеличина тока i0н определяется по экспериментальным даннымили по графику зависимости I0 = f(U0).Составляющие тока х. х определяются следующими выражениями:i0a = i0 í cos ϕ 0 í ; i0 р = i0 í sin ϕ 0 í .2.3. Магнитные потери трансформатора – это потери в его магнитной системе, состоящие из потерь на гистерезис и на вихревые токи.В режиме х.
х трансформатором потребляется активная мощность P0,которая расходуется на компенсацию магнитных и электрических потерь в первичной обмотке трансформатора, т. е.P0 = ∆Pìaã + ∆Pýë1 .Так как потери в обмотке в этом режиме из-за малой величинытока х. х значительно меньше магнитных потерь, то потерями в обмотке пренебрегают, тогдаP0 ≈ ∆Pмаг .Магнитные потери, так же, как и ток х. х, определяют при номинальном напряжении. Величина мощности Р0н определяется по экспериментальным данным или по графику зависимости Р0 = f(U0).∆Pмаг ≈ P0 í .2.4.
Параметры намагничивающей ветви Т-образной электрическойсхемы замещения трансформатора. В электрической схеме замещения трансформатора ток при х. х протекает по четырем последовательно соединенным сопротивлениям: r1, x1S ,rm, xm. Расчет сопротивлений произвести при U1н .27Z0 =P0íU 1í= r1 + rm ;≈ Z m + Z 0 ; r0 = Z 0 cos ϕ 0í =mI 02íI 0íx0 = Z 0 sin ϕ 0 í = Z 02 − r02 = x1s + xm .Сопротивлением первичной обмотки Z 1 = r1 + jx1s можно пренебречь в сравнении с сопротивлением намагничивающей ветви Zm.В этом случаеZ 0 ≈ Z m , rm ≈ r0 , xm ≈ x0 .2.5.
Параметры первичной и вторичной обмоток рассчитываютсяпо данным опыта к. з. После определения в опыте к. з Uк, Iк, Рк можно найти Zк – внутреннее сопротивление трансформатора и его составляющиеZк =UкP; rк = к2 = Z к cos ϕ к ;I 1ímI 1íx к = Z к2 − rк2 = Z к sin ϕ к .Так как в приведенном трансформаторе обмотки имеют одинако-вое количество витков и ток I 1 ≈ I 2′ , то можно считать, чтоr1 ≈ r2′ ≈xrк, x1s ≈ x2′s ≈ к .222.6. Напряжение короткого замыкания обычно выражается в процентах от номинального напряжения первичной обмоткиUк% =UкZ I100 % = к 1í 100 %.U 1íU 1íНапряжение короткого замыкания определяется внутренним сопротивлением Zк и соответственно имеет активную Uк.а и реактивнуюUк.р составляющие.Активная составляющая напряжения короткого замыкания28U к.а % = U к cos ϕ к =I 1í rê100 %.U 1íРеактивная составляющая напряжения короткого замыканияU к.р % = U к %sinϕ к =I 1í x ê100 % .U 1í2.7.
Изменение напряжения вторичной обмотки ΔU% зависит от нагрузки трансформатора и обычно выражается в процентах от номинального вторичного напряжения:где β =∆U % = β(U к.а %cos ϕ 2 + U к.р %sin ϕ 2 ) ,I2–коэффициент нагрузки, принимается равным 0; 0,1; 0,2;I 2í0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; cosφ2 – коэффициент мощности, зависящий от характера нагрузки, принять равным 0,8.2.8. Коэффициент полезного действия можно определить из соотношенияη% = (1 −∑ ∆P )100 % ,P + ∑ ∆P2где ΣΔP – суммарные потери; Р2 – полезная активная мощность.Суммарные потери ΣΔP состоят из постоянных потерь ΔPпост, независящих от нагрузки, и переменных ΔPпер, зависящих от нагрузки.К постоянным потерям относятся магнитные потери ΔPпост = ΔPмаг.Магнитные потери зависят от основного магнитного потока, которыйпри U1 = U1н постоянен и практически не зависит от тока нагрузки.Поэтому магнитные потери, найденные из опыта х. х при U1н, будутоставаться такими же при различной величине нагрузкиΔPмаг ≈ Р0н.Переменные потери состоят из электрических потерь в обмотках,зависящих от квадрата тока нагрузки.ΔPпер= ΔPэл1 + ΔPэл2 = β2Рк ,где РК – потери в обмотках при номинальном токе, значение которыхопределяют в опыте к.
з.Выражение для полезной мощности можно представить в следующем виде:P2 = mU 2 í I 2 í β cos ϕ 2 = β ⋅ S í cos ϕ 2 .29Тогда КПД будет определятся из соотношенияη% = (1 −P0 í + β2 Pê)100 %,β ⋅ S í cos ϕ 2 + P0 í + β 2 Pêгде Sн – номинальная полная мощность трансформатора (приведена в паспорте трансформатора), В ⋅ А; Р0н – мощность холостого ходапри номинальном напряжении, Вт; Рн – мощность короткого замыкания при номинальном токе, Вт; β – коэффициент нагрузки, принять равным: 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2.При β = 0 (х. х) η = 0. С ростом нагрузки КПД увеличивается и достигает максимального значения ηmax при β = βкр. Величину βкр определяют из условия равенства постоянных и переменных потерьβ кр =P0 í.PкПодставив найденное значение βкр в формулу для КПД, определить его максимальную величину – ηmax.3.
Графическая частьПо опытным и расчетным данным строят следующие характеристики.Характеристики х. х трансформатора:I0; P0; cos ϕ 0 = f (U 10 ) .На графиках указать точки, соответствующие номинальному напряжению.График зависимости ∆U = f (β) .Зависимость КПД от нагрузки. Кривая η = f (β) должна иметь четко выраженный максимум. На кривой указать точку, соответствующую βкр.Построить Т-образную электрическую схему замещения приведенного трансформатора. Указать физический смысл параметров схемы замещения.
С целью более наглядного представления о количественных соотношениях между ними на схеме замещения привестиих значения.30Контрольные вопросы 1.Принципиальное устройство и назначение основных элементовлабораторного стенда. 2.Устройство и принцип действия трансформатора. 3.Цель и методика проведения опыта холостого хода. Физическийсмысл тока и мощности холостого хода. 4.Объясните характер зависимостей I 0 = f (U 10 ) ; P0 = f (U 10 ) ;cos ϕ 0 = f (U 10 ) . 5.Цель и методика проведения опыта короткого замыкания.
Физический смысл потерь короткого замыкания. 6.Физический смысл напряжения короткого замыкания трансформатора Uк (% ). 7.Что такое «изменение вторичного напряжения» трансформатораΔU(%) и его связь с напряжением короткого замыкания Uk (%).Объясните необходимость введения этого понятия. 8.Что такое приведенный трансформатор? Объясните связь междупараметрами вторичной обмотки приведенного и реального трансформатора. 9.Физический смысл параметров схемы замещения трансформатора. Объясните соотношение параметров схемы.10.Объясните характер зависимости η = f (P2 ) . Постоянные и переменные потери. Условия максимума кпд.1.3. Лабораторная работа 2.Определение групп соединения обмотоктрехфазного трансформатораЦель работыОзнакомиться с принципом работы, со схемами и группами соединения обмоток трехфазного трансформатора, научиться определятьи изменять группы соединения в практических условиях.Объект и средства исследованияВ качестве объекта исследования используется трехфазный трансформатор.
Основные технические характеристики трансформатора приведены на стенде. Питание трансформатора осуществляют отсети переменного тока 220В.31Рабочее задание1. Ознакомиться с устройством лабораторного стенда, конструкцией испытуемого трансформатора, записать его номинальные данные и подобрать соответствующие измерительные приборы.2.
С помощью контрольной лампы и вольтметра произвести маркировку начал и концов обмоток трансформатора.3. Опытным путем определить группы соединения обмоток для заданных схем трансформатора.4. Теоретически произвести перемаркировку зажимов обмотки ННтрансформаторов, имеющих группы соединения У/Д–7 и У/У–2, дляих включения на параллельную работу с трансформаторами, соответственно имеющими группы У/Д–11 и У/У–0.Методические рекомендации к выполнению рабочего заданияи обработке результатов экспериментаИспытания проводятся на трехфазном двухобмоточном трансформаторе с трехстержневым магнитопроводом. Концы всех обмоток выведены на лабораторный стенд, их маркировка неизвестна.1.
Маркировка начал и концов всех обмоток осуществляется с помощью контрольной лампы и вольтметра. При этом предполагается,что направление намотки всех обмоток одинаково.1.1. Нахождение концов всех шести обмоток производится по схеме, приведенной на рис. 1.9. Контрольную лампу Л подключают одним зажимом к сети, а вторым – к одному концу любой обмотки.Предполагаемый второй конец обмоткиподключается к сети.
Если при подключении к сети лампочка загорается, значитцепь замкнута, т. е. определены концы,принадлежащие одной обмотке. Аналогично определяются концы всех обмоток.Одновременно по степени накала лампы можно определить принадлежность обмоток к стороне ВН и НН: при включениилампыпоследовательно с обмоткой ННРис. 1.9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
