3.3 Задание по работе

3.3.1 Изучить устройство и ознакомиться с паспортными данными одно-фазного трансформатора.

3.3.2 Провести опыт холостого хода исследуемого трансформатора.

3.3.3 Провести опыт короткого замыкания исследуемого трансформатора.

3.3.4 Осуществить режим нагрузки исследуемого трансформатора, вклю-чив в его вторичную цепь переменное активное сопротивление.

3.3.5 На основании полученных экспериментальных данных произвести определение основных параметров трансформатора.

3.3.6 Построить внешнюю характеристику и рабочие характеристики трансформатора в зависимости от нагрузки.

3.3.7 Составить краткие выводы по работе.

3.4 Объект и средства исследования

Исследуемый трансформатор имеет следующие номинальные данные: номинальная мощность S_н=20 ВА, напряжение первичной обмоткиU_1Н=220 В, напряжение вторичной обмоткиU_2н =48 В, потери мощности в стали Р₀=2,5 Вт, потери мощности в меди Р_к=1,5 Вт. Процентное значение тока холостого ходаi₀=20, процентное значение напряжения короткого замыканияu_к=5,5.

Исследование однофазного трансформатора проводится на лабораторном стенде. Питание стенда осуществляется от сети переменного тока через регулирующий автотрансформатор ЛАТР. Ток измеряется амперметром, напряжение – вольтметром, потери мощности – ваттметром.

3.5 Подготовка к выполнению работы

3.5.1 Пользуясь литературными источниками, указанными в списке лите-ратуры, и конспектом лекций, изучить раздел дисциплины «Электротехника» «Трансформаторы».

3.5.2 По паспортным данным рассчитать номинальные токи трансфор-матора.

3.5.3 Начертить электрические схемы включения трансформатора для проведения опытов холостого хода, короткого замыкания, работы трансфор-матора под нагрузкой.

3.5.4 Записать необходимые расчетные формулы.

3.5.5 Начертить таблицы для занесения результатов опытов.

3.6 Методические указания по выполнению работы и обработке результатов эксперимента

3.6.1 Ознакомиться с измерительными приборами и оборудованием стен-да, используемыми при выполнении лабораторной работы.

3.6.2 В соответствии со схемой, приведенной на рисунке 3, собрать элект-рическую цепь для проведения опыта холостого хода трансформатора и показать ее для проверки преподавателю или лаборанту.

3.6.3 После проверки подключить собранную цепь в сеть и лабораторным автотрансформатором плавно подать на первичную обмотку номинальное напряжение U_1Н, произвести измерения и записать показания приборов в таблицу 1.

Рисунок 3 – Электрическая схема для проведения опыта холостого хода

исследуемого трансформатора

Таблица 1 – Результаты измерений опыта холостого хода трансформатора

Измерения				Вычисления
U10, В	U20, В	P0, Вт	I10, А	k -	r0, Ом	Z0, Ом	X0, Ом	cosφ0	i0, %

3.6.4 По результатам измерений, проведенных в опыте холостого хода трансформатора, вычислить: коэффициент трансформации k, коэффициент мощности холостого хода, параметры намагничивающего контура, процентное значение тока холостого ходаi₀по нижеследующим формулам:

, (9)

, (10)

, (11)

, (12)

(13)

(14)

3.6.5 В соответствии со схемой, приведенной на рисунке 4, собрать элект-рическую цепь для проведения опыта короткого замыкания трансформатора и показать ее для проверки преподавателю или лаборанту.

3.6.6 После проверки подключить собранную цепь в сеть. Лабораторным автотрансформатором плавно подать на первичную обмотку такое напряжение U_1К, при котором токи в обмотках достигнут номинальных значенийI_1К=I_1Н,I_2К=I_2Н, определяемых по паспортным данным. Произвести измерения, результаты измерений записать в таблицу 2.

Рисунок 4– Электрическая схема для проведения опыта короткого

замыкания исследуемого трансформатора

Таблица 2 – Результаты измерений опыта короткого замыкания

трансформатора

Измерения

Вычисления

U1к, В

I1н, А

I2н, А

PK, Вт

rк, Ом

Zк, Ом

Xк, Ом

r1, Ом

X1, Ом

r2, Ом

X2, Ом

cosφ1к

uк, %

I1к, А

3.6.7 По результатам измерений опыта короткого замыкания вычислить: сопротивления короткого замыкания, коэффициент мощности cos, активные сопротивления обмотокr₁, r₂, реактивные сопротивления обмоток Х₁, Х₂, аварийный ток короткого замыкания, процентное значение напряжения короткого замыканияu_кпо нижеследующим формулам:

, (15)

, (16)

, (17)

, (18)

, (19)

, (20)

, (21)

, (22)

. (23)

3.6.8 В соответствии со схемой, приведенной на рисунке 5, собрать элект-рическую цепь для проведения опыта нагрузки исследуемого трансформатора. В качестве нагрузки к зажимам вторичной обмотки подключить реостат (cos). Показать собранную цепь для проверки преподавателю или лаборанту.

3.6.9 После проверки подключить собранную электрическую цепь в сеть и установить лабораторным автотрансформатором на первичной обмотке трансформатора номинальное напряжение U_1н. Изменяя сопротивление реостата, произвести измерения: тока в первичной обмоткеI₁, напряжения на вторичной обмоткеU₂и потребляемой мощности Р₁при различных токах нагрузкиI₂. При проведении опыта напряжение на зажимах первичной обмотки трансформатора поддерживать неизменным. Результаты измерений записать в таблицу 3.

Таблица 3 – Результаты измерений опыта работы трансформатора

под нагрузкой

Номер измерений	Измерения					Вычисления
	U1, В	U2, В	P1, Вт	I1, А	I2, А	β	γ	η	соsφ1	P2, Вт
1
2
3
4

Рисунок 5 – Электрическая схема для проведения опыта нагрузки

исследуемого трансформатора

3.6.10 По результатам измерений опыта нагрузки определить: коэф-фициент мощности cos, коэффициент нагрузки трансформатора, активную мощность потребителя электроэнергии Р₂, коэффициент изменения напряжения на вторичной обмотке , коэффициент полезного действияпо нижеследующим формулам:

, (24)

, (25)

Р₂=U₂I₂cos, (26)

, (27)

. (28)

3.6.11 По расчетным и измеренным данным испытаний построить внешнюю характеристику U₂=ƒ(I₂) и рабочие характеристики трансформатора:=ƒ(I₂) иcosƒ(I₂).