рефераты бесплатно
Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения,рефераты литература, рефераты биология, рефераты медицина, рефераты право, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент и многое другое.
ENG
РУС
 
рефераты бесплатно
ВХОДрефераты бесплатно             Регистрация

Лабораторная работа: Дослідження однофазного трансформатора  

Лабораторная работа: Дослідження однофазного трансформатора

Робота 13. Дослідження однофазного трансформатора

13.1 Мета роботи

Вивчити будову дослідити роботу трансформатора в режимах холостого ходу, короткого замикання під навантаженням.

13.2 Теоретичні положення

Трансформатор - це статичний електромагнітний апарат, який призначений для перетворення одн - первинної систем змінного струму, в другу-вторинну систем змінного струму, яка має інші характеристики, зокрема, іншу напругу і інший струм.

Механічним аналогом трансформатора може бути редуктор. На рис.13.1 зображені функціональн схеми трансформатора і редуктора.


Рис.13.1.

До трансформатора від джерела електричної енергії підводиться потужність , а трансформатор перетворює її в потужність , якою живляться споживачі. Аналогічний процес має місце і в механічному редукторі, до якого від вала двигуна (джерела механічної енергії) підводиться потужність , редуктор перетворює її в потужність  з другими значеннями моменту  і кутово швидкості .

В електроенергетиці трансформатор є одним із основних елементів системи електропостачання із-за можливості створювати напруги, які задовільняють потреби різних споживачів.

Місце розташування джерел електричної енергії (теплових, атомних і гідроелектростанцій) не завжди територіально співпадає з розташуванням споживачів. Тому приходиться передавати електричну енергію на значні віддалі. Передача електроенерг здійснюється по лініях електропередач (ЛЕП). При передачі електроенергії по проводах мають місце втрати потужності

, /13.1/

де  струм в лін ;  активний опір лінії.

Щоб зменшити втрати , необхідно зменшити силу струму, зберігши величину потужності, що передається, незмінною (). Це можна зробити, збільшивши напругу. Можна зменшити  і за рахунок зменшення опору . Зменшення опору вимагає збільшення діаметру проводів, що дуже дорого. Тому передачу електроенергії здійснюють високою напругою.

Електричн станції виробляють енергію напругою 3, 6, 10, 15 і 20 кВ. В залежності від віддалі передачі напругу підвищують до 35, 110, 220, 400, 500 і 800 кВ. Чим більша віддаль, тим більша напруга ЛЕП. Хоча вартість ЛЕП при підвищенн напруги зростає, але економія на втратах енергії перевищує додаткові витрати на спорудження високовольтних ЛЕП.

Масов споживачі енергії виготовляють на напругу 220/380 В, рідше на напруги 600, 3000 6000 В. Необхідні напруги для живлення споживачів електроенергії забезпечують трансформатори.

Трансформатор складається із магнітопроводу і двох або, у загальному випадку, декількох обмоток, зв’язаних між собою електромагнітно, а в автотрансформаторах - електрично.

За кількістю фаз трансформатори поділяються на однофазні , трифазні і багатофазні. Найбільш широко використовуються такі типи трансформаторів:

- силові - для передачі і розподілу електричної енергії ;

- силов спеціального призначення, а саме : пічні, зварювальні, для випрямних установок, автотрансформатори та інші;

- вимірювальні - для підключення вимірювальних приладів .

Номінальною потужністю трансформатора є потужність вторинної обмотки , яка вказана на щитку. Номінальною первинною напругою  називається напруга, яка вказана на щитку трансформатора. Номінальною вторинною напругою  називається напруга на затискачах вторинної обмотки при холостому ході трансформатора і при номінальній напрузі на первинній обмотці .

Номінальними струмами трансформатора - первинним  і вторинним  - є струми, які вказан на щитку або які вираховують за номінальними потужностями і напругами.

Незалежно від призначення та конструктивного виконання основні процеси , які відбуваються в трансформаторах, майже однакові . Тому достатньо вивчити будову, принцип д характеристики однофазного двообмоточного силового трансформатора .

Будова однофазного двообмоточного трансформатора показана на рис.13.2,а, а умовне позначення - на рис 13.2,б.

Рис.13.2.

Трансформатор складається з феромагнітного магнітопроводу (ярма і осердя) і двох обмоток: високої напруги (ВН) з кількістю витків  і низької напруги (НН) з числом витків . Магнітопровід виготовляють із листів електротехнічної сталі товщиною 0,35…0,5 мм, які ізолюють один від одного тонким шаром лаку або іншим ізоляційним матеріалом. Така будова магнітопроводів всіх електромагнітних пристроїв змінного струму зумовлена необхідністю зменшення втрат енергії внаслідок виникнення в магнітопроводі вихрових струмів.

Обмотки трансформатора намотують ізольованим мідним проводом у вигляді котушок, як золюють одна від одної і від магнітопроводу. Обмотку НН розміщують на осерд магнітопроводу, а обмотку ВН – концентрично відносно обмотки НН.

До первинної обмотки підводять напругу від джерела живлення, до вторинно під’єднують споживачів електричної енергії.

Принцип дії трансформатора грунтується на законі електромагнітної індукції. Якщо до первинної обмотки з числом витків  прикласти синусоїдну напругу , то в ній буде протікати струм t, який спричинить появу двох магнітних потоків: основного , який замикається по магнітопроводу, і потоку розсіювання , який зв’язаний з первинною обмоткою і який замикається по повітрю.

Основний магнітний потік  індукує в первинній обмотц е.р.с. самоіндукції

 /13.2/

і в вторинній обмотці з числом витків  е.р.с. взаємоіндукції

, /13.3/


де  і амплітудн значення е.р.с. первинної і вторинної обмоток. Ці е.р.с. відстають від потоку  на кут .

Відношення  називається коефіцієнтом трансформації трансформатора.

Дія магнітного потоку розсіювання  на первинну обмотку кількісно оцінюється сталим індуктивним опором .

Якщо до вторинної обмотки підключити навантаження з опором , то в ній буде протікати струм  , який згідно з законом Ленца створить магнітний потік , який буде протидіяти основному магнітному потоку .

Розмагнічуюча дія магнітного потоку вторинної обмотки спричиняє збільшення струму у первинній обмотці настільки, щоб основний магнітний потік трансформатора залишався сталим за амплітудою  , що еквівалентно , де струм в первинній обмотці.

Для спрощення розрахунків і побудови векторної діаграми трансформатора е.р.с., напругу, струм і опори вторинної обмотки зводять до первинної за формулами:

    . /13.4/

За цих умов рівняння однофазного трансформатора матимуть вигляд :

                    /13.5/


де r1 i r’2 - відповідно активний опір первинної і зведений активний опір вторинно обмотки;  - зведений індуктивний опір вторинної обмотки ;  - струм намагнічування /холостого ходу/ трансформатора .


Рис.13.3.

Систем рівнянь /13.5/ відповідає заступна схема трансформатора, яка наведена на рис.13.3.

Щоб краще з’ясувати співвідношення між синусоїдними величинами, які входять до системи рівнянь /13.5/, необхідно вміти будувати векторну діаграму трансформатора. Для цього рівняння трансформатора /13.5/ представляють у векторній формі:

 /13.6/

.

При побудові векторної діаграми всі вектори орієнтують відносно вектора, який зобража основний магнітний потік трансформатора /рис.13.4/. Вектори е.р.с.  і , які індукуються потоком , рівні за величиною і відстають від нього на кут . Вектор намагнічуючого струму  із-за втрат в сталі осердя випереджує вектор  на кут магнітного запізнення

 , /13.7/

де  - втрати в сталі, які визначають на підставі досліду холостого ходу.

Рис.13.4

Знаючи  ,опори вторинної обмотки  і опір зовнішнього кола , можна знайти струм   побудувати вектор  , який буде зсунутий відносно вектора  на кут  . Побудувавши вектори  і , знаходять вектор . Побудову векторів і  виконують на підставі рівнянь первинної і вторинної обмоток . Із рівняння первинної обмотки видно, що  ма три складові :  , яка зрівноважує е.р.с.  і яку зображають вектором , рівним і протилежним вектору ; складову , яка випереджує вектор  на кут , і складову  , яка співпадає за напрямком з  . Геометрична сума цих векторів дає вектор  .

Страницы: 1, 2


© 2010.