Порядок проведения работы

4.1. В программе EWB собрали схему трехфазной цепи при соединении нагрузки треугольником – рис.1.

Исходные данные: Частота фазных источников f = 50Гц;

Значения фазных нагрузок: Z_AВ = R_AВ = 20 Ом;.Z_BС = R_BС = 40 Ом; Z_СА = R_СА = 80 Ом.

Напряжения фаз трехфазного источника питания задали согласно таблице 1:

4.2. Установили несимметричную активную нагрузку (исходная схема). Выполнили эксперимент. Результаты измерений занесли в таблицу 2 (пункт 1).

4.3. Установили симметричную активную нагрузку (Z_AВ = Z_BС = Z_СА = R_AВ = R_BС =

= R_СА = R = 22 Ом). Выполнили эксперимент. Результаты измерений внесли в таблицу 2 (пункт 2).

4.4. Сделали разрыв в линейном проводе фазы “А” (в точке “А”). Выполнили эксперимент. Результаты измерений внесли в таблицу 2 (пункт 3).

4.5. Восстановили схему. Сделали разрыв в фазе “АВ” (разорвали цепь с любой стороны от сопротивления Z_AB). Выполнили эксперимент. Результаты измерений внесли в таблицу 2 (пункт 4).

4.6. Восстановили схему. Последовательно с сопротивлением R_AВ в фазе “AB” включили конденсатор С = С_AВ ёмкостью 40 мкФ. Выполнили эксперимент. Результаты измерений внесли в таблицу 2 (пункт 5).

4.7. Отключили в фазе “АВ” сопротивление R_АВ (удалили R_AВ), оставив только конденсатор С = С_AВ. Установили его ёмкость С_AВ = 143 мкФ. Выполнили эксперимент. Результаты измерений внесли в таблицу 2 (пункт 6).

4.8. Отключили в фазе “АВ” конденсатор С = С_AВ, установили режим короткого замыкания в фазе АВ. Выполнили эксперимент. Результаты измерений внесли в таблицу 2 (пункт 7).

4.9. Построили для режимов работы трёхфазной цепи по пунктам 1, 2, 5, 6 таблицы 2 векторные диаграммы токов и напряжений приёмника.

4.10. Для симметричной активной нагрузки (пункт 2 таблицы 2) определили соотношение между линейными и фазными токами.

Ia/Iab=27.16/15.68=1.7

Ib/Ibc=27.28/15.7=1.7

Ic/Ica=27.3/15.7=1.7

Таблица 2 – Результаты измерений в трехфазной цепи.

5. Ответы на контрольные вопросы.
5.1. Как образуется соединение треугольником?

При соединении «треугольник» образуется замкнутый контур, состоящий из трех обмоток генератора, в котором сумма трех ЭДС обязательно равна нулю.

5.2. Какая нагрузка называется симметричной?

Нагрузка, при которой комплексные сопротивления всех фаз потребителя равны между собой, называется симметричной

5.3. Какое соотношение существует между линейными и фазными токами при симметричной нагрузке включенной треугольником?

При соединения нагрузок звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:

При различной нагрузке токи на каждой фазе рассчитываютя
I= U / R где U -фазовое напряжение
Соотношение напряжений не меняется.

5.4. Допустимо ли короткое замыкание в цепи фазной нагрузки, при соединении фазных нагрузок треугольником?

Да, допустимо.

5.5. Какое соотношение между линейными и фазными напряжениями при соединении треугольником?

При соединении в звезду Uф = корень из трех умножить на Uл. Для треугольника сотношение то же самое, но, поскольку нет нейтрали и нулевой точки в векторной диаграмме напряжений, в качестве фазного берется напряжение фазы относительно точки с нулевым потенциалом, т.е. земли.

5.6. Окажет ли влияние обрыв одной фазы нагрузки на режим работы двух оставшихся фаз?
Да окажет другие фазы просто не смогут получать ток для обеспечения их работы.

5.7. Какое влияние на работу нагрузок оказывает разрыв линейного провода?

Отключение электроэнергии.

Отчет по лабораторной работе №10. Вариант №.

Определение коэффициента трансформации однофазных трансформаторов.

I. Цель работы

Исследование зависимости коэффициента трансформации однофазного трансформатора и тока холостого хода от величины напряжения на первичной обмотке трансформатора.

ЭДС обмоток трансформатора.

При изменении магнитного потока, сцепленного с каким-либо витком, в нем будет индуктироваться ЭДС, в соответствии с законом электромагнитной индукции. Действующие значения ЭДС в первичной и во вторичной обмотках:

E₁ = = 4,44W₁*f₁*Ф_m; E₂ = = 4,44W₂*f₁*Ф_m;

где f ₁ - частота переменной ЭДС;

W₁ - число витков первичной;

W₂ - число витков вторичной обмотки;

Ф_m – амплитудное значение основного магнитного потока.

Магнитный поток, созданный в сердечнике трансформатора, синусоидально изменяется во времени: Ф = Ф_m*Sin t,

Мгновенные значения ЭДС: e₁ = - E_1m Cos t; e₂ = - E_2m Cos t

Максимальные значения:

E_1m=W₁ Ф_m = 2 f*W₁ Ф_m; E_2m=W₂ Ф_m = 2 f*W₂ Ф_m;

Опыт холостого хода

При опыте холостого хода вторичная обмотка трансформатора разомкнута (рис. 1), поэтому ток во вторичной обмотке равен нулю. Сопротивление нагрузки равно бесконечности.

Рис. 1

В первичной обмотке протекает ток холостого хода I_1x, представляющий собой малую величину по сравнению с током в нагрузочном режиме трансформатора. Данный ток I_1x создает магнитный поток в сердечнике трансформатора. На образование магнитного потока трансформатор потребляет реактивную мощность сети. Что же касается активной мощности, то она расходуется на покрытие активных потерь на гистерезис и на вихревые токи.

Из опыта холостого хода трансформатора определяют I_1x - ток холостого хода, а по показаниям амперметра и ваттметра - потери в стали сердечника P_ст. Коэффициент трансформации трансформатора определяют по формуле:

(1)

III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

Рис. 4.

а) Собрали схему согласно рис 2. Измерительные приборы (амперметр и вольтметры) установили на АС – режим измерения параметров переменного тока.

б) Изменяли напряжение на первичной обмотке от 0 до 220 В. Измеряли при этом напряжения на первичной и вторичной обмотках трансформатора и ток в первичной обмотке трансформатора. Данные записывали в табл. 1 для трансформатора pg-4-48 и в табл. 2 для трансформатора pq-4-28.

Эксперимент выполняли для трансформаторов двух типов: pg-4-48 и pq-4-28.

Таблица 1 (для трансформатора типа pg-4-48)

Таблица 2 (для трансформатора типа pq-4-28)

По записаны в таблицах результатам экспериментов построили графики.

где К_Т - коэффициент трансформации, вычисляемый по

формуле (1).

Kт(U1)

IV. Ответы на контрольные вопросы

4.1. Как различают трансформаторы по назначению?
Классификация трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения различаются:

а) по числу фаз — однофазные и трехфазные;
б) по числу обмоток — двух обмоточные и трех обмоточные;
в) по классу точности, т. е. по допускаемым значениям погрешностей;
г) по способу охлаждения — трансформаторы с масляным охлаждением (масляные), с естественным воздушным охлаждением (сухие и с литой изоляцией);

д) по роду установки — для внутренней установки, для наружной установки и для

комплектных распределительных устройств (КРУ).

4.2. Что понимают под первичной и вторичной обмотками?

На вторичной - если уменьшить число витков - уменьшиться напряжение на вторичной обмотке (прямо пропорционально числу витков) Ничего страшного при этом произойти не может - Нагрузка на первичную уменьшиться - работать трансформатор будет в более мягком режиме.
На вторичной увеличить число витков - напряжение на вторичной увеличиться прямо пропорционально увеличению числа витков. Если нагружать большим током вторичную обмотку - увеличивается нагрузка на первичную обмотку - это может привести к перегоранию первичной обмотки. Однако если ток нагрузки на вторичную незначителен, но никаких проблем не будет (мощность трансформатора не должна увеличиваться.

4.3. На каком физическом явлении основан принцип действия трансформатора?

трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции.

4.4.Конструкция трансформатора.

Основные части трансформатора - это магнитопровод и обмотки. Магнитопровод трансформатора выполняют из листовой электротехнической стали. Перед сборкой листы с двух сторон изолируют (в основном карлитовым покрытием). Такая конструкция магнитопровода дает возможность в значительной степени ослабить в нем вихревые токи. Часть магнитопровода, на которой располагают обмотки, называют стержнем.

Отчет по лабораторной работе №11. Вариант №.

Исследование однофазного трансформатора.