ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

Задание 1. Провести опыт ХХ трансформатора. С этой целью:

- собрать схему (рис. 18.6) или открыть файл LR18, находящийся в папке Models программы EWB, и установить (ввести) предварительно рассчитанные параметры элементов схемы и модели трансформатора Тр (см. п. 4 раздела "Теоретические сведения …");

- разомкнуть контакты, управляемые клавишами Q, W, T и S,и установить режим АC работы вольтметров V1 и V2 (сопротивление 1 МОм) и ам­перметров А1…А5 (сопротивление 1 мОм), режим DС ваттметра-вольт­метра Wt (сопротивление 1 МОм; 1 В соответствует 1 Вт), опцию про­грам­мы EWB Analisis / Analisis Options / Instruments / Minimum number par point = 100;

Таблица 18.2.

- запустить программу EWB и занести показания приборов V1, V2, A1 и Wt в табл. 18.2. Рассчитать и занести в табл. 18.2 параметры ХХ транс­форматора. Сравнить полученные данные с ранее рассчитанными величинами.

Примечание. Результаты испытания смоделированного трансформатора типа ОСМ-0,1/0,22 показали (см. рис. 18.6), что значения тока холостого хода I ₀ @ 79 мА и потери мощности Р ₀@0,83 Втпри холостом ходе значительно меньше паспортных данных (I ₀ @ 110 мА и Р ₀@1Вт), что можно объяснить несколько завышенной площадью поперечного сечения магнитопровода (S_м @ 5,4 см²), принятой при расчёте.

Задание 2. Провести опыт КЗ трансформатора. С этой целью:

- установить ЭДС источника напряжения Е = U_к; нажать на клавишу S, т. е. замкнуть накоротко вторичную обмотку трансформатора, и запустить программу EWB (рис. 18.7); данные измерений занести в табл. 18.3.

Рис. 18.7. Схема испытания трансформатора типа ОСМ-0,1/0,22 при коротком замыкании.

Таблица 18.3. Опыт короткого замыкания (КЗ) трансформатора

- рассчитать указан­ные в табл. 18.3 параметры К3 трансформатора и сравнить с ранее рассчитанными величинами.

Задание 3. Снять внешнюю характеристику трансформатора.

С этой целью:

- разомкнуть контакт S (см. рис. 18.7)и установить номинальное напряжение U _{1 н} ;

- рассчитать номинальное соп­ротивление потенциометра (нагрузки) R = U _{2 н} / I _{2 н} , номинальную индуктивность L = Х_L / w @ R / w (при Х_L @ R) и номинальную ёмкость C = 1/(Х_Cw) @ 1/(Rw) (при Х_C @ R). Для трансформатора типа ОСМ-0,1/0,22/0,036, R = 36/2,778 @ 13 Ом; L = 13/314@ 41,4 мГн и C = 1/(13×314) = 245 мкФ;

- установить десятикратные значения сопротивления R потенциометра и индуктивности L и номинальное значение ёмкости С (см. рис. 18.8 для трансформатора типа ОСМ-0,1/0,22/0,036);

- запустить программу EWB, снять показание вольтметра V2 (напряже­ние U ₂₀) при разомкнутой вторичной обмотке (I ₂ = 0) и занести его в табл.. 18.4 для трёх типов нагрузки: активной R, индуктивной L и ёмкостной С;

- замкнуть управляемый клавишей Q контакт (т. е. подключить к вторичной обмотке трансформатора активную нагрузку 10 R); снять пока­зания приборов V2 и A3 и занести их в табл. 18.4. Ступенчато уменьшая значение сопротивления через 10% (нажатием клавиши R) до номинального значения (Setting = 10%), снимать показания приборов V2 и A3 и заносить их в табл. 18.4. Для ступенчатого увеличения сопротивления потенциометра нужно нажимать клавиши Shift и R;

- разомкнуть контакт Q и замкнуть управляемый клавишей W контакт (т. е. подключить к вторичной обмотке трансформатора индуктивную нагрузку 10 L); снять показания приборов V2 и A4 и занести их в табл. 18.4. Ступенчато уменьшая значение индуктивности через 10% (нажатием клавиши L) до номинального значения (Setting = 10%), снимать показания приборов V2 и A4 и заносить их в табл. 18.4. Для ступенчатого увеличения индуктивности нужно нажимать клавиши Shift и L;

- разомкнуть контакт W и замкнуть управляемый клавишей T контакт (т. е. подключить к вторичной обмотке трансформатора ёмкостную. нагрузку 0,1 С); снять показания приборов V2 и A5 и занести их в табл. 18.4. Ступенчато увеличивая значение ёмкости через 10% (нажатием клавиш Shift и С) до номинального значения (Setting = 100%), снимать показания приборов V2 и A5 и заносить их в табл. 18.4. Для ступенчатого уменьшения ёмкости нужно нажимать клавишу С;

Таблица 18.4. Отсчёты внешней характеристики трансформатора

Измерено при нагрузке:
R	U 2, В										=
I 2, А										=
L	U 2, В										=
I 2, А										=
C	U 2, В										=
I 2, А										=

Задание 4. Используя данные табл. 18.4, построить внешние харак­теристики трансформатора при активной, индуктивной и ём­костной нагрузках (см. рис. 18.4).

Задание 5. Начертить упрощенную схему замещения нагруженного тран­с­фор­­­матора (исключив намагничивающую ветвь с сопротивлениями и и объединив сопротивления и (см. рис. 18.2); рассчитать и постро­ить векторные диаграммы нагруженного трансформатора при токе I ₁ = I _{1 н} и нагрузках R, L и C.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Наименование и цель работы.

2. Электрические схемы испытания трансформатора, вычерченные в соответствии с ГОСТ.

3. Паспортные данные трансформатора.

4. Перечень измерительных приборов.

5. Расчёт параметров модели трансформатора.

6. Результаты измерений и расчётов, сведенные в табл. 18.2, табл. 18.3 и табл. 18.4.

7. Упрощенная схема замещения нагруженного трансформатора, его векторные диаграммы при нагрузках R, L и C и графики внешних характеристик .

8. Выводы по работе.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К РАБОТЕ 18

1. Укажите формулы расчёта коэффициента трансформации n понижающего трансформатора.

Е ₂/ Е ₁ w ₁/ w ₂ P ₂/ P ₁ Е ₁/ Е ₂ P ₁/ S ₁

2. Можно ли измерить (методом вольтметра-амперметра) активное сопротивление первичной обмотки, подключив её к источнику постоянного напряжения с ЭДС, равной, например, 5 В.

Да Нет.

3. Укажите, какой порядок КПД имеют силовые трансформаторы.

50…60% 60…70% 80…90% 90…95% 97…99,5% 100%

4. Укажите, каким потерям мощности в основном соответствует показание ваттметра при опыте КЗ трансформатора:

потерям в меди; потерям в стали; потерям в первичной обмотке.

5. Можно ли утверждать, что трансформатор есть статическое устройство, предназначенное для изменения частоты выходного напряжения.

Да Нет

6. Укажите график внешней характеристики трансформатора,

1) при активно-индуктивной нагрузке; а) б) в) г) д)

2) при активно-ёмкостной нагрузке. а) б) в) г) д)

7. Укажите, как изменится магнитный поток в сердечнике трансформатора при увеличении тока нагрузки в три раза, но не превышающего номинальный ток?

Практически не изменится; Увеличится в три раза;

Уменьшится в трираза; Увеличится незначительно.

8. Укажите, какие потери мощности определяют с помощью ваттметра, включенного в пер­вичную цепь трансформатора при разомкнутой вторичной цепи?

Потери мощности в первичной обмотке трансформатора;

В этом случае показание ваттметра равно нулю;

Потери мощности в магнитном сердечнике трансформатора.

9. Укажите, как изменились потери мощности в сердечнике трансформатора, если ток нагрузки увеличился в два раза, но не превысил номинальный ток?

Увеличились в два раза; Увеличились в четыре раза;

Практически не изменились; Это зависит от характера нагрузки.

10. Укажите, какие измерительные приборы необходимы для проведения опыта холостого хода трансформатора?

Два вольтметра; Два амперметра и ваттметр;

Два амперметра и вольтметр; Два вольтметра, амперметр и ваттметр.

11. Определите номинальный ток нагрузки однофазного трансформатора типа ОСМ-1,0/0,66/0,036.

32,2 А; 22,2 А; 12,2 А; 1,22 А.

12. Однофазный трансформатор типа ОСМ-0,16/0,22/0,024 имеет отношение потерь холостого хода к потерям короткого замыкания P_х / P_к = 0,3 (P_х = 1,6 Вт). Определи­те относительное активное напряжение короткого замывания трансформатора u_ка (%).

5 % 4 % 3 % 2 %

13. Можно ли утверждать, что показания ваттметра при опыте КЗ трансформатора приближённо равны потерям в меди?

Да; Нет.