Порядок выполнения работы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 19

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЗАШОИНДУКЦИИ ОБМОТОК ТРЕХФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА. ПОСТРОЕНИЕ ВЕКТОРНЫХ ДИАГРАММ ДНЯ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМ СОЕДИНЕНИЯ ВТОРИЧНЫХ ОБМОТОК
ТРАНСФОРМАТОРА

Цель работы: опытная проверка коэффициента взаимоиндукции обмоток трехфазного трансформатора и изучение различных вариантов соединения схем вторичных обмоток трансформатора.

Общие сведения

Трансформатор представляет собой электромагнитное устройство, в котором энергия питающей сети передается посредством явления взаимоиндукции из первичной цепи во вторичную. При этом мгновенное значение напряжения U ₂, которое наводится на вторичной обмотке трансформатора, связано с мгновенным значением тока i ₁ первичной обмотки формулой

(1)

где М - коэффициент взаимоиндукции, Гн.

При синусоидальном изменении тока (I _{1 m} – амплитуда тока, ω – круговая частота) действующее значение напряжения U ₂связано с действующим значением тока I ₁

(2)

Таким образом, для определения M согласно выражению (2) нужно измерить U ₂и I ₁

Обмотки трехфазного трансформатора имеют классическое сое­динение: звезда – звезда ( - ), звезда – звезда с нулем ( - ₀), звезда – треугольник ( - ),треугольник - звезда ( - , - ₀), треугольник - треугольник ( - ). Этим схемам соединения, имевшим большое практическое значение, соот­ветствуют определенные векторные диаграммы. Кроме того, возможно соединение вторичных обмоток в открытый треугольник, а также "неправильные" соединения в звезду и треугольник, которые встречаются при ошибочной маркировке одной из фазных обмоток.

Во всех перечисленных случаях существует однозначная зависимость между линейными и фазными ЭДС, определяемая из векторной диаграммы.

Подготовка к работе

1. Ознакомиться с методическими указаниями к данной работе и рекомендуемой литературой.

2. Начертить приведенные в методических указаниях схемы и таблицы.

3. Изучить вопросы, относящиеся к явлению взаимоиндукции и принципу действия трансформатора.

4. Изучить обозначение зажимов обмоток трехфазного транс­форматора на лабораторном стенде, приняв во внимание, что большими буквами (А, В, С, X, Y, Z)обозначаются зажимы первичной обмотки, а малыми – а, в, с, x, y, z – зажимы вторичной обмотки.

Порядок выполнения работы

1. Собрать по схеме рис.1а и получить разрешение на включение. Ключ B ₁должен находиться в положении "Выключено".

2. Замкнуть ключ B ₁и, изменяя с помощью ЛАТРа напряжение на входе обмотки АХ от 100 до 205 В через 35 В, измерить ве­личину тока I_AX и напряжение на обмотках. Данные измерений записать в табл.1. При измерениях пользоваться вольтметрами c пределами: на 300 В – для обмоток BY, CZ и на 30 В – для обмоток ax, by, cz,амперметром с пределом на 0,25 А.

3. Вместо обмотки АХ включить обмотку BY (рис.1б), подать напряжение на эту обмотку и, изменяя его в тех же пределах, что и в п.2, измерить ток I_BY обмотки BY, а также напряжение тех же обмоток. Данные измерений занести в табл.2.

4. Установить с помощью ЛАТРа в схеме рис.1б величину то­ка – I_BY,равную величине тока I_AX через обмотку АХ в схеме рис.1а при напряжении 100 В и измерить величины напряжений U_BY и U_AX. Данные измерений записать в нижнюю строку табл.2. Сравнить величину напряжения U_AX в этом опыте с напряжением U_BY в схеме рис.1а для указанного напряжения 100 В. Объяснить результат.

5. По данным измерений табл.1, 2 вычислить по формуле (2) коэффициент взаимоиндукции для частоты питающей сети ¦= 50 Гц.

M ₁– между обмотками AX и BY; М ₂ – между обмотками АХ и CZ; M ₃ – между обмотками AX и ax; М ₄ – между обмотками AX и by; M ₅ – между обмотками AX и cz при подаче напряжениянаобмотку – при подаче напряжения на обмотку BY

Таблица 1.

Таблица 2.

Результаты вычислений занести в табл.1, 2. Проанализироватьполученные значения для М

Построение векторных диаграмм для различных схем соединений вторичных обмоток

1. Собрать схемы рис.2 а - в. Первичную обмотку соединить в звезду. Измерить фазные и линейные ЭДС (напряжения). При измере­ниях напряжений с первичной стороны пользоваться вольтметром с пределом измерений 300 В, при измерениях ЭДС со вторичной сто­роны – вольтметром с пределом на 30 В.

2. Собрать схемы рис.3а – в. Первичную обмотку соединить в звезду, а вторичную – в треугольник (рис.3 а), открытый треугольник (рис.3 б) в треугольник, в котором два "начала" (a и b) и два "конца" (y и z) соединены вместе (рис.3в). В каждой схеме измерить фазные и линейные ЭДС на вторичной обмотке.

3. Данные измерений по п.1,2 занести в табл.3. По данным измерений табл.3 для всех схем рис.3 построить векторные диаграммы, по которым вычислить величину линейных ЭДС и сравнить их с результатами измерений.

Контрольные вопросы

1. Зависит ли коэффициент взаимоиндукции M от напряжения и тока обмотки?

2. Как связаны линейные и фазные ЭДС для схем рис.2а, б?

3. Чему будет равен ток через резистор сопротивлением R,если его подключить к зажимам x-z схемы – рис.3б и x - c схемы – рис.3в?