Расчёты

• Для холостого хода

U_0cp=( U_A+ U_B+ U_C)/3=(220+220+220)/3=220 В

I_0cp=(I_A+I_B+I_C)/3=(0.49+0.32+0.48)/3=0.43 А

P₀=P_A+ P_B+ Pс= 42+14+4=60 Вт

cosφ₀ =60/(3*220*0.43)= 0,21

I_0,%=(I₀/I_н)*100% I_0,%= (0,43/5)*100%=8.6%

I_0,а%= I_0,%* cosφ₀ I_0а,%=1,806 %

I_0,p%= (I_0,%²- I_0а,%²)^1/2 I_0,p%=8.41%

Z₀ =220/0,43=511.6 Ом

r₀=60/(3*(0.43)^2)= 108.2Ом

X₀=(511.6 ²-108.2²)^0.5=500.1Ом

Z_Н= U_Н /I_Н=220/5=44 Ом

Z_0*=Z₀/Z_Н=511.6 /44=11.627 о.е.

r_0*= r₀/Z_Н=108.2/44=2.459 о.е.

X_0*=X₀/Z_Н=500.1/44=11.360 о.е.

r_м =r₀=108.2Ом X_м =X₀=500.1Ом

Z_м=( r_м²+ X_м²)^0,5=((108.2)^2+(500.1)^2)^0,5=511.67 Ом

• Для опыта короткого замыкания

Приведём параметры трансформатора к температуре 75⁰:

r_k75=1.2*(234,5+75⁰)/(234,5+24⁰)=1.43 Ом r_k = P_k /3*I_к²

z_k75=(1.43²+2.72²)^0.5=3.07 Ом

P_k75=3*5²*3,07²*1.43=107.25 Вт

cosφ_k=1.43/3.07=0,465

u_k=(13.16/220)*100%=5.981%

u_kа=(1.43*5/220)*100%=3.25% u_kp=(2.72*5/220)*100%=6.181%

I_куст=(5/5.981%)*100%=83.59 А

I_куст*= I_куст/I_Н=83.59/5= 16.718 о.е.

k_уд=1+e^{-(3.14*1.43)/2,72}=1,19

Процентное изменение ΔU%.

При I₂=I_2н и cosφ₂=0.8 для φ₂>0, φ₂<0

β=I₂/ I_2н =1

При cosφ₂=0,8 , sinφ₂=0,6 получим

ΔU_%=1*(3.25*0,8+6.181*0,6)+1²(6.181*0,8-3.25*0,6)²/200=6.352%

При cosφ₂=0,8 , sinφ₂=-0,6 получим

ΔU_%=1*(3.25*0,8+ 6.181*(-0,6))+1²(6.181*0,8 – 3.25*(-0,6))²/200=-1.05%

Коэффициент полезного действия η

При cosφ₂=0,8 и Sном=3300 ВА

Из условия P_эл= P_ст найдём:

βопт = (60/107.25)^0,5=0,748

Тогда по формуле:

η =0,943

β	η
0.1	0.812
0.2	0,892
0.4	0.932
0.6	0.941
0.8	0.942
1.0	0.940
1.2	0.936

Расчет параметров схемы замещения трансформатора

X μ =Xm/Zн=11.36 о.е.

Zн=Uн/Iн= 44 Ом

Хк=Хк/Zн=0.05 о.е.

rк=rк/Zн=0.03 о.е.

х1=х2’=0,5хк=0,025 о.е.

r1=r2’=0,5rk=0,015 о.е.

Схема замещения

Таблица результатов

Z_n=U_н/I_n

Z_n= 44 Ом

Холостой ход U1=Uн	I0,%	I0а,%	I0p,%	P0, Вт	Cos φ0	z0, Ом/о.е.	r0, Ом/о.е.	x0, Ом/о.е.
	8.6	1.804	8.41	60	0,21	511.67	108.2	500.1
						11.61	2.45	11.36
Короткое замыкание Iк=Iн	Uк,%	Uка,%	Uкp,%	Pк, Вт	Cos φк	zк, Ом/о.е.	rк, Ом/о.е.	xк, Ом/о.е.	Iкуст, А/о.е.	kуд
	5.981	3.25	6.181	107.25	0.465	2.63	1.2	2.34	83.59	1.19
						0.06	0.03	0.05	16.718
Нагрузка I2=I2н	ΔU,%		ΔU,%
	φ2>0		φ2<0
	6.352		-1.05		0,943

Выводы

1 Сопоставление полученных результатов со среднестатистическими.

Величина	Среднестатистическое значение	Экспериментальное значение
I0,%	0,7-10	8.6
cos φ0	0,1	0.21
z0, о.е.	10-150	11.61
r0, о.е.	0,5-5	2.45
x0, о.е.	10-150	11.36
Uк, %	4-15	5.981
Uка, %	1,5-6	3.25
Uкр, %	3,5-14	6.181
cos φк	0,4	0.465
zк, о.е.	0,1	0.06
rк, о.е.	0,005-0,025	0.0325
xк, о.е.	0,025-0,1	0.047
η	0,98-0,997	0,943

Сравнение экспериментальных значений величин со среднестатистическими даёт в общем достаточно неплохие соотношения. Неудовлетворительные результаты, носят случайный характер и обусловлены погрешностью измерительного прибора, а так же погрешностью вычислений.

2. Опыт холостого хода.

В опыте холостого хода при повышении напряжения ток холостого хода возрастает быстрее напряжения. Связано это с тем, что при увеличении напряжения увеличивается основной поток Фм в трансформаторе, с возрастанием потока происходит насыщение магнитной цепи, что и вызывает более резкое возрастание тока холостого хода.

3. Опыт короткого замыкания.

В опыте короткого замыкания трансформатор ненасыщен, поэтому ток короткого замыкания при увеличении Uk изменяется по линейному закону, так как ток и напряжение короткого замыкания имеют линейную зависимость. Отсюда следует, что потери пропорциональны квадрату тока, поэтому с увеличением напряжение короткого замыкания увеличивается Рн.