М инистерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО

Уральский государственный горный университет

Горно-механический факультет

Кафедра электротехники

Дисциплина: «Электрические машины»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Стенд № 36

«Испытание однофазного трансформатора»

Вариант № 16

Выполнил: Шамыков.И.Ю

Студент группы: ЭЭT-22-2

Проверил: Полузадов В.Н.

г. Екатеринбург

2023 г.

Задача №1 «Расчет трёхфазного силового трансформатора».

Известны следующие паспортные данные трансформатора:

• 
  Номинальная полная мощность S_н= 2,5кВ∙А;
  
• 
  номинальное напряжение обмотки ВН U_н(ВН)= 500 В;
  
• 
  число фаз m= 1.
  
• 
  Опыт холостого хода провести со стороны обмотки НН (первичная обмотка НН) при U_2н = 500 В
  

Опыт холостого хода (I₂=0):



Рис. 1. Схема опыта холостого хода однофазного трансформатора

Таблица 1.1

Первичная - обмотка НН

Измерено

Вычислено

U1н,В

U2н,В

I0,А

P0н,Вт

К

zm,Oм

rm,Oм

xm,Oм

δ,град

cosφо

120

500

3,55

45

0,24

33,8

3,57

33,6

-5°

0,10

Первичная - обмотка ВН

Измерено

Вычислено

U1н,В

U2н,В

I0,А

P0н,Вт

К

zm,Oм

rm,Oм

xm,Oм

δ,град

cosφо

500

120

0,85

45

4,16

588,23

62,2

584,9

-5°

0,10

---

1) Первичная обмотка НН (U_1н = 120 В; U_2н = 500 В):

Номинальное значение тока первичной обмотки ВН:



Номинальное значение тока вторичной обмотки НН:



1.1) Расчет коэффициента трансформации:



1.2) Параметры схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода при последовательном соединении сопротивлений r_m и x_m:



Рис. 2. Схема замещения трансформатора в режиме холостого хода

Фиктивное активное сопротивление:



Полное магнитное сопротивление:



Главное индуктивное сопротивление:



Полное магнитное сопротивление в комплексном виде:



1.3) Параметры схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода r_m*и x_m* и ток холостого хода I₀* в относительных единицах:







1.4) Комплексное значение тока холостого хода İ₀:



1.5) Угол магнитного запаздывания δ (угол потерь) и коэффициент мощности cosφ₀:

Угол магнитного запаздывания:



Коэффициент мощности:





Физическая суть угла магнитного запаздывания δ (угла потерь) заключается в отставании по фазе кривой магнитной индукции от кривой напряженности поля.

1.6) Система комплексных уравнений трансформатора в режиме холостого хода и построение векторной диаграммы трансформатора в режиме холостого хода в масштабах:

---

Комплексное значение тока холостого хода İ₀:



Полное магнитное сопротивление в комплексном виде:



Комплексное значение напряжения в первичной обмотке:



Комплексное значение напряжения во вторичной обмотке:


Масштаб:






МАСШТАБ:






Рис. 3. Векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода.

Вывод: изучая режим холостого хода трансформатора, была выявлена физическая суть угла магнитного запаздывания, рассчитаны параметры схемы замещения трансформатора и построена векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода.

2) Первичная обмотка ВН (U_1н = 500В; U_2н = 120 В):

Номинальное значение тока первичной обмотки ВН:



Номинальное значение тока вторичной обмотки НН:

2.1) Расчет коэффициента трансформации:



2.2) Параметры схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода при последовательном соединении сопротивлений r_m и x_m:

Ток холостого хода в амперах:

---

Фиктивное активное сопротивление:



Полное магнитное сопротивление:



Главное индуктивное сопротивление:



Полное магнитное сопротивление в комплексном виде:



2.3) Параметры схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода r_m*и x_m* и ток холостого хода I₀* в относительных единицах:







2.4) Комплексное значение тока холостого хода İ₀:



2.5) Угол магнитного запаздывания δ (угол потерь) и коэффициент мощности cosφ₀:

Угол магнитного запаздывания:



Коэффициент мощности:





Физическая суть угла магнитного запаздывания δ (угла потерь) заключается в отставании по фазе кривой магнитной индукции от кривой напряженности поля.

2.6) Запись системы комплексных уравнений трансформатора в режиме холостого хода и построение векторной диаграммы трансформатора в режиме холостого хода в масштабах:

Комплексное значение тока холостого хода İ₀:



Полное магнитное сопротивление в комплексном виде:



Комплексное значение напряжения в первичной обмотке:



Комплексное значение напряжения во вторичной обмотке:


Масштаб:

---

Рис. 4. Векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода.

Проверка:



Реактивная мощность, необходимая для создания основного магнитного потока:







Первичная обмотка НН: U_1н= 120 В; I_1н= 20,8А; r_m*= 0,61 о. е.;
x_m*=5,85 о. е.; I₀*= 0,17 о. е.

Первичная обмотка ВН: U_1н= 500 В; I_1н=5А; r_m*= 0,62 о. е.; x_m*= 5,84 о. е.; I₀*= 0,17 о. е.

Вывод: изучая режим холостого хода трансформатора, была выявлена физическая суть угла магнитного запаздывания, рассчитаны параметры схемы замещения трансформатора и построена векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода.

При изменении первичной обмотки трансформатора с низшей, на обмотку высшего напряжения, произошло изменение тока холостого хода и как следствие произошло изменение следующих параметров: . В относительных единицах соответственно получаются равными, а так же реактивная мощность, необходимая для создания основного магнитного потока, получается равной для обмоток ВН и НН.

Опыт короткого замыкания (U₂= 0):


Рис. 5. Схема опыта короткого замыкания однофазного трансформатора
Таблица 1.2.

Первичная – обмотка ВН
Измерено						Вычислено
I1к=I1н, А	I2k=I2н, А	Uкн(υ), В	Pкн(υ), Вт	υ0, С	rк(ө), Oм		xк, Oм	zк(ө), Oм	Uкн(ө), В	Pкн(θ), Вт
5	20,8	56	201,25	20	9,7			12,38	61,9

---

Смотрите также файлы

• Протокол 3 от Председатель педагогического совета Габдулин Х. В. Согласовано.docx

• Страдательные причастия настоящего времени Повторение изученного.pptx

• 3 Криптографические методы защиты информации. (4 ак ч.) 3.docx

• Лекция использование цифровых технологий для индивидуализации обучения.docx

• Протокол 1 от августа 2022года Руководитель шмо О. С. Михайлюта Согласовано.docx