Документ: 5327, страницы 36-40 | База учебных материалов

Лабораторная работа № 8

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНОСВЯЗАННЫХ ВТОРИЧНЫХ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА

Цель работы: Изучение явлений в индуктивносвязанных электрических цепях. Экспериментальное определение параметров индуктивносвязанных элементов цепи.

1. Схемы опытов

1.1.Схема трансформатора с двумя вторичными обмотками, каждая из которых нагружена на свою нагрузку (рисунок 1)

			1		V1	U1		2
			1		V1			2
TP				*
TP			L2						L3
		*	L2					*	L3
	A2	*		I2			A3	*	I3
	A2						A3

3		V2		4	5			V3	6
			U2						U3
	P2						P3
		R2						R3

Рисунок 1 – Схема трансформатора с двумя вторичными обмотками, каждая из которых нагружена на свою нагрузку

Расчётные выражения для определения параметров обмоток трансформатора

Полное, активное и индуктивное сопротивления в цепи одной вторич-

		Un		Pn
ной обмотки Z	n		, R	Pn	, X	n	Z 2	R2	, Ом.


			n	In2			n	n
		In		In2

Индуктивность одной вторичной обмотки трансформатора

L	X n	X n	, Гн ,
L			, Гн ,
n		2 f
		2 f

где n – порядковый номер одной из вторичных обмоток трансформатора.

36

1.2.Схема трансформатора с последовательным соединением индуктивносвязанных обмоток трансформатора (рисунок 2, 3)

1 V1 U1

*

TP

	A	*	L2		M
		*

3		V2		4	5
			U2
					V	U
					V
	P
			I		R

2

*	L3

V3 6

U3

Рисунок 2 – Схема трансформатора с последовательным соединением индуктивносвязанных обмоток трансформатора при согласованном включении

1 V1 U1

*

TP

	A	*	L2		M
		*

3		V2		4	5
			U2
			V	U
			V
	P
			I	R

2

*	L3
*
V3 U3		6

Рисунок 3 – Схема трансформатора с последовательным соединением индуктивносвязанных обмоток трансформатора при встречном включении

37

Расчётные выражения для определения параметров обмоток трансформатора при согласном и встречном включении

По закону Ома для электрической цепи Z	U	Z 2	Z3 2Z M , Ом.

	I

Полное, активное и индуктивное сопротивления в цепи одной вторич-

		Un		Pn
ной обмотки Z	n		, R	Pn	, X	n	Z 2	R2	, Ом.


			n	In2			n	n
		In		In2

Индуктивность одной вторичной обмотки трансформатора

L	X n	X n	, Гн,
L			, Гн,
n		2 f
		2 f

где n – порядковый номер одной из вторичных обмоток трансформатора. Полное сопротивление цепи двух вторичных обмоток трансформатора

соединенных последовательно и нагрузки R :

Согласное включение	Z	согл	R2		X 2	X 2	X 2	X 2	, Ом.
		согл		н	2	M	3	M

Встречное включение	Z	встр		R2	X 2	X 2	X 2	X 2	, Ом.
		встр		н	2	M	3	M

Общая индуктивность и суммарное индуктивное сопротивление цепи вторичных обмоток трансформатора:

L L2

L3 2M , X X 2

X3

2X M ,

Xсогл

X 2 X3

2X M ,

Xвстр

X 2

X3

2X M ,

т.е. Xсогл Xвстр ,

Xсогл

Xвстр

4X M ;

X M

X согл

X встр

;

M

X согл

X встр

;

4

k

X M

.

X 2 X3

2. Задание

2.1. Для определения параметров обмоток трансформатора, каждая из которых нагружена на свою нагрузку, собрать схему согласно рисунку 1. Измерить ток, напряжение и мощность для каждой из обмоток, установив заданное напряжение на входе. По данным измерений вычислить параметры обмоток, используя приведённые выше зависимости. Результаты измерений и расчетов внести в таблицу 1.

38

Таблица 1 – Результаты измерений и расчётов параметров катушек трансформатора

Обмотки		Измерено			Вычислено
	U	I	P	Z	R	X	L
	В	А	Вт	Ом	Ом	Ом	Гн
2
3

2.2. Собрать схемы согласно рисункам 2 и 3 для исследования последовательного соединения индуктивносвязанных катушек. Произвести измерения тока, напряжения и мощности для согласного и встречного включения катушек при заданном значении входного напряжения. По результатам измерений определить полное сопротивление цепи Z , активное R и реактивное X сопротивления, взаимное сопротивление X M , взаимную индук-

тивность M и коэффициент магнитной связи k . Результаты измерений и вычислений внести в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты измерений и вычислений параметров электрических цепей, содержащих индуктивносвязанные катушки

Соединение			Измерено					Вычислено
	U	I		U2	U3	P	Z	R	X	M	k
	В	А		В	В	Вт	Ом	Ом	Ом	Гн	-
Согласное
Встречное

2.3. Построить векторные диаграммы токов и напряжений как показано на рисунках 4 и 5, предварительно выбрав масштаб.

U X

Iн

X M

U X

M

U

X

3

I

н

X

3

U X

3

U н Iн

Z

U X M

Iн

X M

U

н

U X

U

X

2

I

н

X

2

M

U X 2

U

I

R

U R

I

R

н

I

н

Рисунок 4 – Векторная диаграмма токов и	Рисунок 5 – Векторная диаграмма токов и
напряжения для цепи вторичных обмоток	напряжения для цепи вторичных обмоток
трансформатора включённых на нагрузку	трансформатора включённых на нагрузку
путём согласного последовательного	путём встречного последовательного
соединения	соединения

39

3. Контрольные вопросы

3.1. Что называют явлением взаимной индукции?

3.2. Как определить ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции?

3.3. Что такое коэффициент связи катушек индуктивности и как его определить?

3.4. В каком случае коэффициент связи может равняться единице? 3.5. Что такое одноимённые зажимы двух катушек индуктивности?

3.6. В каких случаях взаимная индукция полезна, а в каких – нежелательна? 3.7. Как определить напряжение на выводах одной из катушек, если она связана явлением взаимной индукции с другой?

3.8. Что такое согласное и встречное соединение катушек?

Лабораторная работа № 9

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ И ЕГО МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ

Цель работы: Исследование динамических характеристик ферромагнитного материала магнитопровода, вебер-амперных характеристик неразветвлённой магнитной цепи.

1. Схема опыта

Схема для измерения магнитного потока и определения динамических характеристик магнитной цепи представлена на рисунке 1.

	A
220 B	W	Wu	V

Рисунок 1 – Схема для определения динамических характеристик магнитной цепи

Расчётные выражения для расчёта характеристик магнитных цепей

Магнитной цепью называется устройство, в котором образуются магнитные потоки, сосредоточиваемые в определённой области пространства. В общем случае магнитные потоки проходят по участкам магнитопровода, выполненного из ферромагнитного материала.

40

Материал: 5327

Смотрите также: