Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • Основні теоретичні відомості. Трансформатор - найважливіший елемент сучасних енергетичних систем - є статичним електромагнітним апаратом






     

    Трансформатор - найважливіший елемент сучасних енергетичних систем - є статичним електромагнітним апаратом, що призначений для перетворення енергії змінного струму однієї напруги в іншу, без зміни частоти.

    Робота трансформатора заснована на використанні явища електромагнітної індукції.

    Основні частини трансформатора - замкнене феромагнітне (сталеве) осердя й обмотки.

    Сталеве осердя трансформатора зменшує магнітний опір для основного (робочого) магнітного потоку й збільшує магнітний зв'язок між обмотками, тому його називають магнітопроводом. Для зменшення вихрових струмів магнітопровід виробляється з окремих ізольованих листів трансформаторної сталі.

    Обмотки трансформатора виготовляються з ізольованого, мідного (рідше алюмінієвого) дроту. Обмотка, з'єднана з джерелом електричної енергії, називається первинною, а обмотка, до якої під’єднується навантаження, - вторинною.

    На рис.1.1 зображена схема однофазного двохобмотувального трансформатора.

     

    Підведена до первинної обмотки від мережі змінна напруга U1 створює в ній струм I1, який збуджує в осерді змінний синусоїдальний потік Ф.

    Змінний магнітний потік, котрий називають основним, або робочим, пронизує витки обох

    котушок, індукуючи в них ЕРС, миттєві значення яких

    ; ,

    де - кількість витків відповідно первинної та вторинної обмотки.

    Діючі значення ЕРС

    ; ,

    де f – частота змінної напруги, Гц; Фm – амплітудне значення робочого магнітного потоку, Вб.

    Якщо до вторинної обмотки підключити навантаження, під дією ЕРС у ній буде текти струм, що здійснює передачу електричної енергії змінного струму з первинного ланцюга у вторинний.

    Відношення ЕРС, яке дорівнює відношенню кількості витків обмоток, називається коефіцієнтом трансформації

    Якщо К > 1, трансформатор називається знижувальним, якщо К < 1, - підвищувальним.

    Для зручності розрахунку і порівняння параметрів, які характеризують процеси в трансформаторі, застосовують схеми заміщення. Найпоширеніша – спрощена Г- подібна схема заміщення - показана на рис.1.2.

    Елементи схеми заміщення відповідають певним процесам, що відбуваються в трансформаторі.

    Так, величина Х0 встанов-люється величиною робочого потоку, величина R0 - втратами на нагрів сталевого осердя, величина XК - потоками розсіяння обмоток, а величина RК - активними опорами обмоток. Основні параметри та характеристики трансформатора легко визначаються за допомогою дослідів холостого ходу й короткого замикання.

    Дослідом холостого ходу називається такий режим роботи трансформатора, при якому на первинну обмотку подається номінальна напруга U1H, а вторинна обмотка залишається розімкненою. При цьому вимірюються струм живлення трансформатора І0, споживана ним потужність Р0 і напруга на вторинній обмотці U20.

    З досліду холостого ходу визначаються:

    коефіцієнт трансформації

    ;

    параметри намагнічувальної (паралельної) гілки схеми заміщення

    втрати потужності трансформатора в сталі, обумовлені гістерезисом і вихровими струмами в магнітопроводі

    ∆ PCT = P0.

    Остання рівність приймається на тій підставі, що, по-перше, головний магнітний потік при всіх навантаженнях і холостому ходу залишається постійним і, отже, втрати в сталі не залежать від навантаження, а по-друге, втрати в обмотках малі, оскільки струм холостого ходу малий (І0 ≤ 0, 1І).

    Дослідом короткого замикання називається такий режим роботи трансформатора, при якому вторинна обмотка замикається накоротко, а на первинну подається така знижена напруга U, при якій струми в обмотках дорівнюють номінальним значенням. При цьому вимірюються напруга короткого замикання U (для силових трансформаторів звичайно U ~ 0, 05 U), струми короткого замикання І та І, а також споживана потужність РК.

    З досліду короткого замикання визначаються:

    коефіцієнт трансформації

    ;

    параметри послідовної гілки схеми заміщення

    ;

    втрати потужності трансформатора в обмотках (у міді) при роботі в номінальному режимі

    ∆ PM = PК .

    Остання рівність приймається на тій підставі, що під час досліду короткого замикання робочий магнітний потік, пропорційний величині напруги первинної обмотки, малий (близько 5%). Отже, втрати в сталі також малі, і ними можна нехтувати, а потужність Рк, яку в досліді короткого замикання показує ватметр, ввімкнений у ланцюг первинної обмотки, дорівнює електричним втратам в обмотках трансформатора при його номінальному режимі навантаження, оскільки струми в обмотках рівні номінальним.

    Потужність втрат в обмотках (у міді) трансформатора залежить від струму навантаження, Вт

    ∆ PM =I12 Rk2 ∙ I1H2 ∙ Rk2 Pk,

    - коефіцієнт завантаження трансформатора.

    ККД трансформатора дорівнює відношенню потужності, що віддається у вторинний ланцюг, до потужності, споживаної з мережі, і може бути легко обчислений за даними дослідів холостого ходу й короткого замикання

    Потужність, котра віддається трансформатором у навантаження

    ,

    де SН - номінальна потужність трансформатора; cosφ 2- коефіцієнт потужності навантаження.

    Тоді ККД трансформатора буде мати вигляд

    .

    Цією формулою можна користуватися і для визначення ККД трифазних трансформаторів.

    Коефіцієнт потужності однофазного трансформатора

    .

    Змінаструму навантаження трансформатора призводить до зміни вторинної напруги U2 порівняно з напругою холостого ходу U20.

    Дійсна напруга вторинної напруги залежно від струму навантаження I2 або коефіцієнта завантаження (зовнішня характеристика трансформатора)

    .

    Робочі характеристики трансформатора U2=f(І2); η =f(І2); сosφ 1=f(І2); при постійних U1, сosφ 2 показані на рис.1.3.

     
     

     

     


    Рис.1.3

     

    Опис установки

    Лабораторна установка (рис.1.4) складається з випробовуваного трансформатора ТV, навантаження RH, амперметрів первинної А1 і вторинної А2 обмотки, ватметра W для вимірювання споживаної трансформатором активної потужності й вольтметрів V1 та V2 для вимірювання первинної і вторинної напруги відповідно. Амперметр А1, вольтметр V1 та ватметр W входять до складу вимірювального комплекту типу „К- 540”(або „К- 505”).

    Установка живиться від автотрансформатора із напругами U= 220В і U=15В. Перемикач П2 служить для подачі номінальної напруги при досліді холостого ходу й роботі в режимі навантаження та зниженої напруги при короткому замиканні. Перемикач П3 слугує для розмикання вторинної обмотки (дослід холостого ходу), приєднання навантаження (режим навантаження) і замикання вторинної обмотки накоротко (режим короткого замикання).

     
     

     

     


    Рис.1.4

     

    Порядок виконання роботи

    1. Ознайомитися з конструкцією трансформатора і записати його паспортні дані. Користуючись ними, обчислити номінальні струми I, I і коефіцієнт трансформації К.

    2. Зібрати схему відповідно до рис.1.4, ознайомитися з вимірювальними приладами і записати їх паспортні дані.

    3. Провести дослід холостого ходу. Для цього перемикачі П3 і П2 установити в положення UН, а перемикачем П1 подати напругу живлення. Показання приладів записати в графу “Холостий хід” табл.1.1.

    Таблиця 1.1

      Режим Виміряно Обчислено
    І2, А І1, А U2, B U1, B P1, Bт P2, Вт DPМ, Вт DPСТ, Вт сosj h К
    Холостий хід                      
    Коротке замикання                     -
    Навантаження b = 0, 25                     -
    b = 0, 5                     -
    b = 0, 75                     -
    b = 1, 0                     -
    b = 1, 25                     -

    Примітка. Напруги первинної U1 і вторинної U2 обмоток вимірюють вольтметрами V1 та V2, спостерігаючи за правильністю вибору шкали вимірювання.

    4.Випробувати трансформатор при активному навантаженні сosφ 2=1. Для цього встановити движком максимальний опір потенціометра RН і перемикачем П3 підключити його до вторинної обмотки трансформатора. Поступово зменшуючи опір потенціометра, збільшити струм навантаження, починаючи з b =0, 25 до b =1, 25, з урахуванням того, щоб одержати 5 точок, серед яких повинна бути точка I2=I2H (b =1). Показання приладів записати в графу “Навантаження” табл. 1.1.

    5.Провести дослід короткого замикання. Для цього перемикачі П2, П3 встановити в положення “КЗ”, замкнувши тим самим вторинну обмотку накоротко. Показання приладів записати в графу “Коротке замикання” табл.1.1.

     

    Обробка результатів досліду

    1.Обчислити параметри, наведені в табл.1.1:

    2.За даними випробувань у режимі активного навантаження побудувати зовнішню характеристику трансформатора U2=f(I2). Визначити зміну напруги на затисках вторинної обмотки при номінальному режимі порівняно з дослідом холостого ходу.

    3.Побудувати залежності η =f(I2), cosφ 1=f(I2).

    4.За даними дослідів холостого ходу і короткого замикання розрахувати параметри R0 , Х0, RК та XК Г-подібної схеми заміщення.

     

    Контрольні запитання

    1. Поясніть принцип дії і будову трансформатора.

    2. Чому магнітопровід трансформатора збирається з тонких листів електротехнічної сталі?

    3. Як проводиться дослід холостого ходу і з якою метою?

    4. Як проводиться дослід короткого замикання і з якою метою?

    5. Як експериментально визначаються параметри Г-подібної схеми заміщення?

    6. Як визначається коефіцієнт трансформації?

    7. Як визначаються втрати потужності в трансформаторі?

    8. Як обчислюється ККД трансформатора за даними експерименту?

    9. Як розраховується зміна вторинної напруги при різних навантаженнях трансформатора?






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.