Порядок выполнения работы. Цель работы. Используемое оборудование и аппаратура

Цель работы

Ознакомиться с назначением и основными характеристиками однофазного трансформатора и работой трансформатора в различных режимах работы.

Используемое оборудование и аппаратура

1. Лабораторный стенд «Электромеханика».

2. Понижающий трансформатор.

3. Комплект соединительных проводов.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с лабораторной установкой, блоками «Однофазный трансформатор» и «Измеритель мощности».

2. Собрать электрическую цепь (рис. 4.1). Для этого замкнуть накоротко добавочное сопротивление R _д. Установить переключатель величины сопротивления нагрузки SA2 и ручку потенциометра регулировки величины добавочного сопротивления RP1 в позиции «0» (крайнее левое положение). В измерителе мощности установить предел измерения тока I = 0,2 А. Схему представить для проверки преподавателю.

3. Провести опыт холостого хода. Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF1 на кожухе и выключатель SA1). Провести измерения первичного напряжения U ₁, вторичного напряжения U ₂, тока холостого хода I ₁, коэффициента мощности первичной обмотки cosj₁₀ и активной мощности трансформатора Р ₁ в режиме холостого хода трансформатора. Результаты измерений занести в табл. 4.1. Выключить трансформатор.

4. По результатам измерений рассчитать коэффициент трансформации трансформатора К ₁₂ и параметры намагничивающей ветви схемы замещения трансформатора.

Рассчитать по паспортным данным номинальный вторичный ток трансформатора I _2Н и с учетом коэффициента трансформации номинальный первичный ток I _1Н.

Рис. 4.1. Схема подключения трансформатора. Опыт холостого хода

5. Исследовать трансформатор в рабочем режиме, сняв внешнюю характеристику и рабочие характеристики при активном характере нагрузки. Для этого включить электропитание стенда и, изменяя величину сопротивления нагрузки R _н с помощью переключателя SA2, измерять при каждом положении переключателя SA2 величины, указанные в табл. 4.2. Выключить трансформатор.

6. Используя результаты измерений, рассчитать активную мощность
Р ₂ = U ₂ I ₂cosj₂ (cosj₂ = 1, т. к. нагрузка во вторичной цепи активная), отдаваемую нагрузке, и коэффициент полезного действия трансформатора η = Р ₂ / Р ₁. По результатам исследования построить внешнюю характеристику трансформатора при активном характере нагрузки U ₂ = f (I ₂) и рабочие характеристики трансформатора: I ₁ = f (P ₂), cosj₁ = f (P ₂), η = f (P ₂). Сделать выводы о наиболее целесообразном диапазоне нагрузок трансформатора.

7. Исследовать трансформатор в режиме короткого замыкания. Для этого замкнуть вторичную обмотку трансформатора накоротко и убрать перемычку на добавочном сопротивлении R _д (рис. 4.2). Ручку потенциометра регулировки величины добавочного сопротивления RP1 установить в позицию «0» (крайнее левое положение). Представить схему для проверки преподавателю.

Рис. 4.2. Схема подключения трансформатора. Опыт короткого замыкания

8. Включить питание стенда и, плавно изменяя величину добавочного сопротивления R _д с помощью потенциометра RP1, установить номинальное значение тока в первичной обмотке трансформатора I _1Н в соответствии с рассчитанным значением (табл. 4.1). Измерить величину напряжения короткого замыкания U _1к, первичного тока I _1к и активную мощность Р _1к, потребляемую трансформатором в опыте короткого замыкания. Результаты измерения занести в табл. 4.3. Выключить трансформатор и электропитание стенда.

9. По результатам измерений рассчитать величину напряжения короткого замыкания U _к, параметры схемы замещения Z _к, R _к и Х _к и величину тока аварийного короткого замыкания I _{1к авар}. Результаты измерения занести в табл. 4.3.

Протокол отчета по лабораторной работе № 4
Однофазный трансформатор

Таблица 4.1

Опыт холостого хода

Вычисления:

Таблица 4.2

Рабочий режим

Вычисления:

Внешняя характеристика однофазного трансформатора, U ₂ = f (I ₂)

Рабочие характеристики трансформатора: I ₁ = f (P ₂), cosj₁ = f (P ₂), h = f (P ₂)

Таблица 4.3