Материал: mulp (1)

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

активным сопротивлением, то вектор тока другой ветви должен отставать от него на угол , который вычисляется по формуле:

где знак «минус» для согласного включения; «плюс» – для встречного. 8. Сделать выводы по работе.

Содержание отчета

1.Наименование и цель работы.

2.Схемы электрической цепи.

3.Ответы на вопросы подготовки к работе.

4.Табл. 4.2–4.6. Расчёты к таблицам.

5.Векторные диаграммы к табл. 4.4, 4.6.

6.Выводы.

Рекомендуемая литература: [1, с. 70–78], [3, с. 56–60], [4, с. 214–219], [6, с. 117–120], [7, с. 114–120],

31

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Лабораторная работа № 5. Исследование воздушного трансформатора

Цель работы. Научиться экспериментально определять параметры воздушного трансформатора и строить векторные диаграммы для различных режимов его работы.

Пояснения к работе

Трансформатор предназначен для преобразования величин переменных токов и напряжений при неизменной частоте. В простейшем случае он представляет собою две неподвижные индуктивно связанные катушки. Одна из катушек трансформатора, к которой подводится питание, называется первичной, другая, к которой присоединяется нагрузка – вторичной. Передача энергии из одной цепи в другую происходит благодаря явлению взаимной индукции. Обычно катушки помещаются на сердечник из ферромагнитного материала; если же такого сердечника нет, то трансформатор называют воздушным. Схема воздушного трансформатора представлена на рис. 5.1.

При выбранных положительных направлениях токов уравнения воздушного трансформатора имеют вид:

U

Здесь L1 и L2 – индуктивности катушек; R1 и R2 – их активные сопротивления; М – взаимная индуктивность.

Этим уравнениям соответствует качественная векторная диаграмма трансформатора при произвольной нагрузке (Н > 0), представленная на рис. 5.2.

32

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Если начать построения с контура cfdc и принять в нем I2 I2 , то

U

В режиме холостого хода трансформатора (ZН= , I2=0) его уравнения упрощаются и приводятся к следующим формулам для определения параметров первичной обмотки трансформатора:

Взаимная индуктивность: M U2X .

I1X

Если катушки, образующие воздушный трансформатор, одинаковы,

то R2=R1, L2=L1.

Коэффициент трансформации: nT U1 L1 .

U2Х M b

a

33

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Схема электрической цепи

Питание цепи, схема которой показана на рис. 5.3, осуществляется от источника синусоидального напряжения с ЭДС 200 В и частотой

50 Гц.

Исследуемый двухобмоточный трансформатор представлен в схеме блоком «trans», который следует извлечь из поля вспомогательных компонентов «Favorites» в соответствии с номером своего варианта. Там же находится блок для измерения активной мощности wattmeter.

С помощью ключей К1, К2, К3, управляющие клавиши которых указаны на схеме в квадратных скобках, можно осуществить режимы холостого хода и короткого замыкания трансформатора, а также подключить к нему активную или емкостную нагрузку.

Рис. 5.3

Подготовка к работе

Проработав теоретический материал, ответить на вопросы.

1.Почему трансформатор не может работать на постоянном токе?

2.Записать основные уравнения воздушного трансформатора.

3.Как опытным путем определить взаимную индуктивность воздушного трансформатора, активное сопротивление, индуктивность?

4.Как найти коэффициент трансформации воздушного трансфор-

матора?

5.Построить качественную векторную диаграмму для воздушного трансформатора при емкостной нагрузке.

34

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Программа работы

1. Открыть файл LW5 и из поля вспомогательных компонентов Favorites извлечь блок trans с номером своего варианта. Двойным щелчком левой кнопки мыши открыть окно и повторить двойной щелчок на изображении трансформатора. Выбрать модель ideal, щелкнуть по edit и задать параметры трансформатора: N=0,915; LE=0,02; LM=0,1; RP=1e-06; RS=1e-06. Затем закрыть блок trans, щелкнув ОК. Извлечь также блок wattmeter и собрать остальную часть схемы, показанной на рис. 5.3.

2. При помощи ключей К1, К2, К3 осуществить четыре режима работы трансформатора: холостой ход, короткое замыкание, емкостную и активную нагрузки при неизменном действующем значении входного напряжения. Показания приборов внести в табл. 5.1

3. По результатам измерений в режиме холостого хода определить параметры схемы замещения трансформатора L1=L2=L,

R1=R2=R, M и его коэффициент трансформации nT.

4. Вычислить падения напряжения на элементах схемы замещения трансформатора во всех исследуемых режимах работы. Результаты вычислений внести в табл. 5.2.

35