Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

1. Построить в достаточно крупном масштабе в одних координатных осях рабочие характеристики двигателя n = f (I_a); М = f (I_a), η = f (I_a), рис. 1.10.

2. Построить в одних координатных осях механические характеристики (рис. 1.11 и 1.12).

Вопросы для самопроверки

 

1. Почему при прямом включении пусковой ток двигателя постоянного тока значительно больше номинального?

2. Чем объяснить, что двигатель последовательного возбуждения при работе на холостом ходу или с небольшой нагрузкой идет "в разнос"?

3. Каким образом регулируют скорость вращения двигателей постоянного тока?

4. Почему при нагрузке двигателя постоянного тока его КПД начинает снижаться?

5. Какая существует зависимость между током, потребляемым из сети, и вращающим моментом двигателя последовательного возбуждения?

 

 

Тема № 2

Трансформаторы

 

Лабораторная работа № 4

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

 

Цель работы:

 

1. Ознакомиться с конструкцией однофазного трансформатора.

2. Определить коэффициент трансформации и величину напряже­ния короткого замыкания.

3. Построить внешние характеристики трансформатора.

4. Определить параметры схемы замещения трансформатора.

 

Общее положение

 

Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования переменного тока одно­го напряжения в переменный ток другого напряжения при той же частоте.

Отношение подведенного номинального первичного напряжения U_{1 НОМ} к вторичному напряжению U₂₀ при холостом ходе трансформатора называется коэффициентом трансформации:

 

, (1)

 

Если ко вторичной обмотке с сопротивлением Z₂ присоеди­нить нагрузку с сопротивлением Z, то во вторичной цепи возникает ток I₂ на её зажимах установится напряжение , зависящее от величины и коэффициента мощности нагрузки cosφ₂.

Зависимость U₂ = f(I₂) назы­вается внешней характеристикой трансформатора (рис. 2.14).

Арифметическая разность вторичных напряжении при холостом ходе и нагрузке, выраженная в процентах от номинального вторич­ного напряжения U_{2 НОМ} называется процентным измене­нием напряжения трансформатора:

 

, (2)

Практически формулой (2) пользоваться неудобно, так как величины U₂₀ и U₂ незначитель­но отличаются друг от друга. Поэтому величину ΔU% реко­мендуется определять по формуле:

, (3)

Рис. 2.14.

 

где: β – коэффициент нагрузки трансформатора, . Величины U_a и U_p называются соответственно активной я реактивной составляющими напряжения короткого замыкания, выражен­ного в процентах и определяются по формулам:

 

; , (4)

 

Так как опыт короткого замыкания обычно проводится при хо­лодных обмотках трансформатора, то величина активного сопротив­ления короткого замыкания соответствует темпе­ратуре t окружающей среды и для приведения её к номинальной рабочей температуре 75°С следует сделать перерасчет по формуле

, (5)

Индуктивное сопротивление короткого замыкания ,

где Z_К – полное сопротивление короткого замыкания . Полное сопротивление короткого замыкания, приведенное к темпера­туре 75°С, .

Эксплуатационные свойства трансформатора, работающего при переменной нагрузке, определяются его характеристиками, показы­вающими изменение первичного тока I₁, вторичного напряжения U₂ коэффициента мощности cosφ₁, и коэффициента полезного действия η в зависимости от вторичного тока I₂ при постоянных значе­ниях первичного напряжения U₁, частоты f и коэффициента мощ­ности cosφ₂ (рис. 2.15).

Указанные характеристики могут быть получены методом нагруз­ки. Следует иметь в виду, что КПД трансформатора рекомендуется определять косвенным путем по данным опытов холостого хода и короткого замыкания по формуле

 

, (6)

 

где Р_о и Р_К – мощности, потребляемые трансформатором соответственно при опыте холостого хода и опыте короткого замыкания.

 

Характеристики трансформатора можно также получить и расчетным путем с использованием его схемы замещения (рис. 2.16).

 

 

Рис. 2.15. Рис. 2.16.

 

Параметры намагничивающее контура находят по формулам

 

; ; , (8)

 

где I₀ – ток холостого хода, получаемый из опыта холостого хода.

 

Сопротивления r₁, x₁, первичной обмотки и приведенные сопро­тивления , , вторичной обмотки находят из соотношений:

 

; , (9)

Описание установки

 

Питание установки производится через регулировочный авто­трансформатор (ЛАТР), при помощи которого на протяжении опытов поддерживается необходимое первичное напряжение U₁. Ток I, напряжение U₁, и мощность Р₁ со стороны первичной обмотки А – X трансформатора измеряются соответственно амперметром рA₁, вольтметром рV₁, и ваттметром рW₁, объединенными в комплексе К. Для изменения пределов измерений использованы трансформаторы тока и напряжения.

Со стороны вторичной обмотки а – х вольтметром рV₂ измеряют вторичное напряжение U₂, а амперметром рА₂ – ток I₂ нагрузки Z.

Активная нагрузка создается при помощи проволочных сопротив­лений, включаемых гремя выключателями "r". Ползунковый реостат служит для более точного регулирования активной нагрузки и рабо­тает только при включенном первом выключателе. Индуктивная на­грузка создается катушкой индуктивности, включаемой выключателем "x_L", емкостная нагрузка включается выключателем "x_C". Вели­чина индуктивного сопротивления нагрузки регулируется за счет изменения положения сердечника катушки.

Паспортные данные трансформатора: номинальная мощность S_НОМ = 500 В·А, номинальные напряжения U_{1 НОМ} = 127 В, U_{2 НОМ} = 64 В, номинальный ток I_{1 НОМ} = 4 А, I_{2 НОМ} = 8 А.

 

Методика выполнения работы

 

1. Собрать схему (рис. 2.17) и предъявить её для проверки преподавателю.

 

Рис. 2.17.

 

2. Провести опыт холостого хода трансформатора:

а) установить переключатели пределов измерения тока в поло­жение "0,5 А", напряжения в положение "150 В". При этом номиналь­ное значение шкалы ваттметра будет равно 100 Вт;

б) установить рукоятку ЛАТРа в нулевое положение и, не включая нагрузки и вольтметра рV₂, включить выключатель QF1;

в) плавно поворачивая рукоятку ЛАТРа установить номинальное напряжение U_{1 НОМ} = 127 В на зажимах первичной обмотки А – X трансформатора и записать показания всех приборов в таблицу 2.11. Включить вольтметр рV₂ и измерить напряжение вторичной обмотки U₂₀.

 

Таблица 2.11

U2 = U1 НОМ, В	I0, A	P0, Вт	U20, В	К	I0, %	cosφ0

 

3. Выключить выключатель QF1, и установить рукоятку ЛАТРа в нулевое положение.

4. Провести опыт короткого замыкания трансформатора:

а) установить переключателя пределов тока и напряжения соот­ветственно в положения "5 А" и "15 B". В этом случае номинальное значение шкалы ваттметра будет равно 66,7 Вт;

б) закоротить зажимы нагрузки проводником;

в) после проверки схемы преподавателем включить выключатель QF1, медленным поворотом рукоятки ЛАТРа установить ток корот­кого замыкания первичной обмотки I_К, равной номинальному I_{1 НОМ} = 4 А и записать показания приборов в табл. 2.12.

 

Таблица 2.12

UК, В	IК = I1 НОМ, А	РК, Вт	UК, %	cosφк

 

5. Выключить выключатель QF1, удалить закорачивающий проводник и установить рукоятку ЛАТРа в нулевое положение.

6. Установить переключатели пределов измерения напряжения

 

Таблица 2.13

№ п п

Активная нагрузка

Индукционная нагрузка

Емкостная нагрузка

Примечание

U1, В

I1, A

Р1, Вт

U2, В

I2, А

U1, В

I1, A

Р1, Вт

U2, В

I2, А

U1, В

I1, A

Р1, Вт

U2, В

I2, А

Холостой ход

Нагрузка 0,25

Нагрузка 0,50

Нагрузка 0,75

Нагрузка 1,00

Нагрузка 1,25

 

 

Таблица 2.14

№ п п	U1, В	I1, A	Р1, Вт	cosφ1	U2, В	I2, А	Р2, Вт	β	η	Примечание
										Холостой ход
										Нагрузка 0,25
										Нагрузка 0,50
										Нагрузка 0,75
										Нагрузка 1,00
										Нагрузка 1,25

в положение "150 В". После проверки схемы преподавателем вклю­чить выключатель Р₁, и провести опыты нагрузки:

а) при активной нагрузке при токах I₂, составляющие 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 и 1,25 номинального тока I_{2 НОМ} = 8 А;

б) при индуктивной нагрузке при токах I₂, составляющих 0; 0,5; 0,75; 1,0 и 1,25 номинального тока;

в) при емкостной нагрузке при токах I₂, составляющих 0; 0,5; 0,75; 1,25 номинального тока.

Примечание: при проведении опытов строго поддерживать пер­вичное напряжение U₁ равным номинальному U_{1 НОМ} = 127 В. Результаты наблюдении занести в таблицу 2.13 и 2.14.

7. Отметить температуру окружающего воздуха t.