Цель работы: 1. Ознакомиться с принципом работы и конструкции однофазного трансформатора.
2. научиться определять основные параметры трансформатора из опыта холостого хода.
Оборудование и приборы:
Автотрансформатор лабораторный-1 шт;
Однофазный трансформатор 220/36 В-1 шт;
Амперметр- 1 шт.;
Ваттметр- 1 шт.;
Вольтметр- 1 шт.;
Соединительные провода;
Источник питания переменного тока;
Порядок проведения работы:
1. Изучить схему рис. 1
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ |
2. Собрать схему по рис.1 и включить ее в сеть.
3. Снять показания приборов, изменяя показания U2 от 100 до 220 В. Полученные данные занести в таблицу № 1.
4. Рассчитать известные в таблице величины. Полученные данные занести в таблицу № 1
5. По полученным данным сделать вывод.
6. Ответить на контрольные вопросы.
| № | наблюдение | вычисление | |||||||||
| U2 | I10 | P0 1 | U 0 1 | cosφ | sinφ | L | Z0 1 | R0 1 | X0 1 | K | |
| В | А | Вт | В | __ | __ | % | Ом | Ом | Ом | __ | |
| 1 | 100 | 0,45 | 2,75 | 15,6 | 0,39 | 0,85 | 6,5 | 34,67 | 13,58 | 29,47 | 6,41 |
| 2 | 120 | 0,5 | 4,5 | 18 | 0,5 | 0,87 | 7,2 | 36 | 18 | 31,32 | 6,67 |
| 3 | 140 | 0,65 | 5 | 21 | 0,37 | 0,93 | 9,4 | 32,31 | 11,83 | 30,05 | 6,67 |
| 4 | 160 | 0,9 | 6,67 | 23,5 | 0,32 | 0,95 | 13 | 26,11 | 8,23 | 24,80 | 6,81 |
| 5 | 180 | 1,1 | 8,85 | 24 | 0,34 | 0,95 | 15,9 | 21,82 | 7,31 | 20,73 | 7,5 |
| 6 | 200 | 1,55 | 10 | 30 | 0,22 | 0,98 | 22,3 | 19,35 | 4,16 | 18,96 | 6,67 |
| 7 | 220 | 2 | 15 | 36 | 0,21 | 0,98 | 28,8 | 18 | 3,75 | 17,64 | 6,11 |
Паспортные данные:
SH=250 ВА
U1H=36 В
U1H=220 В
I10= SH// U1H=250/36=6,94 А
Формулы для вычисления:
1) cosφ= P0 1/ I10 U 0 1 sinφ1= 1-0,53 =0,85
2) sinφ=√1-φ cos φ sinφ2 = 1-0,5 =0,87
3) L= I10 / I10*100% sinφ3= 1-0,32 =0,95
4) Z0 1= U 0 1/ I10 sinφ4= 1-0,31 = 0,95
5) X0 1= Z0 1* sinφ sinφ5 = 1-0,22 =0,98
6) R0 1= P0 1 / I10 2 sinφ6= 1-0,21 = 0,98
7)
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ |
Вычисление:
Cosφ1=2,75/0,45*15,6=0,39 R011=2,75/(0,45)2 =13,58 Ом
Cosφ2= 4,5/0,5*18=0,5 R012=4,5/(0,5)2 =18 Ом
Cosφ3=5/0,65*21=0,37 R013=5/(0,65)2 =11,83Ом
Cosφ 4=6,67/0,9*23,5=0,32 R014=6,67/(0,9)2 =8,23Ом
Cosφ5=8,85/1,1*24=0,34 R015=8,85/(1,1)2 =7,31Ом
Cosφ 6 =10/1,55*30=0,22 R016=10/(1,55)2 =4,16 Ом
Cosφ7 =15/2*36=0,21 R017=15/(2)2 =3,75Ом
L1 =0,45/6,94*100%=6,5% Z0 1 1=15,6/0,45=34,67 Ом
L2=0,5/6,94*100%=7,2% Z0 1 2=18/0,5=36 Ом
L3=0,65/6,94*100%=9,4% Z0 1 3=21/0,65=32,31 Ом
L4=0,9/6,64*100%=13% Z0 1 4=23,5/0,9=26,11 Ом
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ |
L6=1,55/6,94*100%=22,3% Z0 1 5=30/1,55=19,35 Ом
L7=2/6,94*100%=28,8% Z0 1 7=36/2=18 Ом
К1=100/15,6=6,41
К2=120/18=6,67
К3=140/21=6,67
К4=160/23,5=6,81
К5=180/24=7,5
К6=200/30=6,67
К7=220/36=6,11
X0 1 1 =34,67*0,85=29,47Ом
X0 1 2=36*0,87=31,32 Ом
X0 1 3=32,31*0,93=30,05 Ом
X0 1 4=26,11*0,95=24,80 Ом
X0 1 5=21,82*0,95=20,73 Ом
X0 1 6=19,35*0,98=18,96 Ом
X0 17=18*0,98=17,64 Ом
Контрольные вопросы:
1. Устройство и принцип действия трансформатора.
2. Назначение трансформатора.
3. Для чего проводят опыт холостого хода трансформатора?
4. Записать уравнение, характеризующее работу трансформатора.
Ответы на контрольные вопросы:
1. Принцип действия трансформатора основан на явлении ЭДС. Состоит трансформатор из магнитопровода, набираемого из листовой электротехнической стали. Р-Ш- образного сечения. На магнитопроводе размещаются первичная и вторичная обмотки.
2. Трансформатор применяется для увеличения или уменьшения напряжения. Применяется в ЛЭП. Устанавливаются для улучшения условий техники безопасности с целью уменьшения напряжения.
3. Опыт холостого хода применяется для определения потерь мощности в стали трансформатора. Опыт короткого замыкания применяется для определения потерь мощности в обмотках нагруженного трансформатора.
4. K=U1/U2=E1/E2=I2/I1
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ |
Лабораторная работа 9
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Цель работы: исследование рабочих и электрических свойств асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Оборудование и приборы:
Амперметр-1шт;
Киловаттметр;
Тахометр для измерения частоты вращения вала двигателя-1шт;
Асинхронный двигатель-1шт;
Тормозное устройство-1шт;
3-х фазная цепь переменного тока напряжением 380 В с каппутирующей аппаратурой;
Соединительные провода;
Порядок выполнения работы:
1. Изучить литературу, записать технические данные приборов и асинхронного двигателя.
2. Собрать схему рис. 1, измерить плечо тормозного устройства.
3. Снять показания приборов на холостом ходу. Полученные данные занести в таблицу №1
4. Изменяя нагрузки тормозного устройства, снять показания и полученные данные занести в таблицу №1
5. Рассчитать неизвестные величины, полученные данные занести в таблицу №1
6. На основании полученных данных построить рабочие характеристики, т.е. п, I,ŋ, М=f(Pz)
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ |
| № | наблюдается | вычисляется | ||||||||
| L | Iср | UA | Pоб. | n2 | F | cosφ | Mz | P2 | ŋ | |
| М | А | В | Вт | Об/мин | кг | __ | Нм | Вт | % | |
| 1 | 0,42 | 3 | 390 | 350 | 1470 | 0 | 0,17 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 0,42 | 3,5 | 390 | 590 | 1450 | 0,5 | 0,25 | 2,06 | 312,64 | 52,99 |
| 3 | 0,42 | 4 | 390 | 700 | 1430 | 1 | 0,26 | 4,12 | 616,65 | 88,09 |
| 4 | 0,42 | 5,6 | 390 | 1050 | 1400 | 1,5 | 0,28 | 6,17 | 904,11 | 86,72 |
| 5 | 0,42 | 7 | 390 | 1300 | 1300 | 2 | 0,28 | 8,23 | 1119,83 | 86,14 |
Формулы для вычисления:
1) M z=9,8*FL
2) P 2= Mz*2π n2/60
3) cos φ= P1 / √3 UΛ Iср
4) ŋ= P2 /P1*100%
Вычисление:
Mz1=9,8*0,42*0=0 Н ּ м P2 1 =0*2*3,14*1470/60=0 Вт
Mz2=9,8*0,5*0,42=2,06 Н ּ м P2 2=2,06*2*3,14*1450/60=312,64 Вт
Mz3=9,8*1*0,42=4,12 Н ּ м P2 3=4,12*2*3,14*1430/60=616,65 Вт
Mz4=9,8*1,5*0,42=6,17 Н ּ м P2 4=6,17*2*3,14*1400/60=904,11 Вт
Mz5=9,8*2*0,42=8,23 Н ּ м P2 5=8,23*2*3,14*1300/60=1119,83 Вт
cos φ1=350/√3*390*3=0,17 ŋ 1=0/350*100%=0%
cos φ2=590/√3*390*3,5=0,25 ŋ2=312,64/590*100%=52,99%
cos φ3=700/√3*390*4=0,26 ŋ3=616,65/700*100%=88,09%
cos φ4=1050/√3*390*5,6=0,28 ŋ4=910,57/1050*100%=86,72%
cos φ5=1300/√3*390*7=0,28 ŋ5=1119,83/1300*100%=86,14%
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ |
Контрольные вопросы:
1. Какое число пар полюсов у двигателя?
2. Для чего нужны рабочие характеристики?
Ответы на контрольные вопросы:
1. Так как близкая синхронная частота вращения магнитного поля статора составляет 1500 об/мин =п1, а частота вращения магнитного поля статора определяется по формуле:
п1=60*f1/P;
где f1- частота тока ротора (f1= 50Гц)
то Р=60*50/1500=2;
т.е. число пар полюсов используемого двигателя равно 2.
2. Рабочие характеристики двигателя необходимы для правильной эксплуатации двигателя.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ОНТО. 190631. 11ТО08 ПЗ |