Мета роботи. Вивчити будову і принцип дії, ознайомитись з режимами роботи та навчитись обчислювати основні параметри однофазного трансформатора.

Вивчити будову і принцип дії, ознайомитись з режимами роботи та навчитись обчислювати основні параметри однофазного трансформатора.

Тривалість заняття

Тривалість лабораторної роботи 4 години.

Обладнання, матеріали та інструменти

Однофазний трансформатор, автотрансформатор (ЛАТР) провідники, реостати, вимірювальні прилади.

Місце проведення заняття

Лабораторна робота проводиться в лабораторії електротехніки 7м^А.

Загальні відомості

До основних параметрів трансформатора належать номінальні значення напруг первинної і вторинної обмоток, коефіцієнт трансформації, коефіцієнт корисної дії, коефіцієнт потужності та опори обмоток трансформатора. Номінальні значення напруг і потужності обов’язково подаються в паспорті трансформатора. Інші параметри можуть бути задані, а можуть визначатись експериментально.

Коефіцієнт трансформації визначають під час досліду неробочого ходу, який проводять при подачі на первинну обмотку номінальної напруги U₁=U_1н і розімкненій вторинній обмотці U₂=U₂₀, тобто

. (9.1)

Із досліду неробочого ходу визначають опори контуру намагнічування трансформатора:

, (9.2)

, (9.3)

. (9.4)

Опори обмоток трансформатора визначають з досліду короткого замикання:

, (9.5)

, (9.6)

. (9.7)

Враховуючи, що потужність втрат короткого замикання (втрати на нагрів провідників обмоток) поділяться порівну між первинною і вторинною обмотками, визначають реальні опори обмоток:

, (9.8)

, (9.9)

, (9.10)

. (9.11)

Для будь-якого режиму роботи трансформатора можна визначити коефіцієнт корисної дії:

. (9.12)

Якщо задані паспортні дані трансформатора і відоме його завантаження, то коефіцієнт корисної дії можна розрахувати:

, (9.13)

де – коефіцієнт завантаження трансформатора;

– номінальна потужність трансформатора;

cosj₂ – коефіцієнт потужності навантаження трансформатора.

Для будь-якого режиму роботи трансформатора можна визначити загальний коефіцієнт потужності системи (трансформатора разом з навантаженням):

. (9.14)

Установка складається (див. рис. 9.1) з досліджуваного трансформатора “Тр”, автотрансформатора “ЛАТР”, двох вольтметрів V₁ i V₂, амперметрів А₁ і А₂, ватметрів W₁ i W₂, навантажувального реостата /справа на стенді/ і вимикача В₂.

Послідовність виконання роботи

1. Скласти схему (рис. 9.1) і показати для перевірки викладачеві.

2. Здійснити дослід неробочого ходу трансформатора, для чого при розімкненому вимикачі В₂ подати на первинну обмотку трансформатора номінальну напругу U=U_1H (U_1H=127 B) за допомогою ЛАТРа. Дані досліду записати у відповідну рядок таблиці 9.1.

3. Здійснити навантажений режим роботи трансформатора, замкнувши вимикач В₂ і подавши на первинну обмотку номінальну напругу U=U_1H (U_1H=127 B). Записати дані досліду в табл. 9.1 для декількох значень опору реостата R_H /6-8 значень/, поступово збільшуючи струм навантаження від 0, 5 А до 5 А.

4. Провестити дослід короткого замикання трансформатора в наступному порядку. Вивести ЛАТР на нуль (U₁=0 B) за допомогою перемички перемкнути “ а ” і “ б ” навантажувального реостата: поступово збільшуючи вхідну напругу, добитись щоб по обмотках трансформатора протікали номінальні струми (І₂=4 А), при цьому покази вольтметра повинні знаходитись в межах 15-25В; дані досліду записати в табл. 9.1; вивести ЛАТР на нуль і зняти перемичку.

5. Провести розрахунок параметрів трансформатора і результати записати в табл. 9.1.

6. Накреслити на одному рисунку графіки U₂, I₁, h, cosj залежно від І₂, згідно із результататами дослідів неробочого ходу і навантаженого режиму.

7. Зробити висновки про виконану роботу.

Таблиця 9.1

Експериментальні дані

Виміряне

Обчислено

Величина

U1

I1

P1

U2

I2

P2

k

r0

x0

r1

x1

r2

x2

η

cosφ

Одиниці вимірювання

А

В

Вт

А

В

Вт

-

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

-

-

№ формули

9.1

9.3

9.4

9.8

9.9

9.10

9.11

9.12

9.14

Режим роботи

Дослід н. х.

Режим роботи з навантаженням

Дослід к. з.

Рис. 9.1. Схема дослідження однофазного трансформатора

Зміст звіту

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Порядок виконання лабораторної роботи.

4. Схема експериментальної установки.

5. Паспортні дані трансформатора, та вимірних приладів.

6. Таблиці з даними експерименту і розрахунків.

7. Характеристики досліджуваного трансформатора.

8. Висновки.

Питання для самоконтролю

1. Що таке коефіцієнт трансформації і як він визначається експериментальним шляхом?

2. Що таке коефіцієнт корисної дії трансформатора?

3. З якого досліду визначають втрати потужності на перемагнічування сердечника трансформатора?

4. З якого досліду визначають втрати потужності на нагрів обмоток трансформатора? Чому?