Опыт холостого хода

ЛЕКЦИЯ № 5

Тема: Определениепараметров трансформатора

Цель: Изучить методы определения параметров трансформатора и его рабочих свойств опытным путем.

План: 1. Опыт холостого хода.

2. Опыт короткого замыкания.

3. Определение числа витков обмоток.

Литература: 1. Бургардт К.А., Просужих Р.П.

«Корабельные электрические машины».

Часть 2. 1980., стр. 11-13; 20-23; 26-29.

Лекция обсуждена и одобрена на заседании кафедры

Протокол № _____ от «_____» _____________200 г.

Преподаватель: Просужих Р.П.

Лекция № 5 Определение параметров трансформатора опытным путем.

Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма позволяют анализировать рабочие свойства трансформатора. Для этого нужно знать параметры схемы замещения, которые можно определить расчетом или снять опытным путем.

Опыты Х.Х. и К.З. трансформатора позволяют определить параметры (сопротивления) трансформатора, с помощью которых можно построить его векторную диаграмму и схему замещения. Последние в свою очередь позволяют построить характеристики трансформатора не производя опытов под нагрузкой. Проведение опыта под нагрузкой трансформаторов большой мощности практически невозможно, тогда как опыты Х.Х. и К.З. осуществить легко.

Опыт холостого хода.

Опыт проводят по следующей схеме.

В процессе опыта от регулируемого источника питания на первичную обмотку подают напряжение U₁ изменяя его от нуля до 130% от его номинальной величины. При этом измеряют напряжения U₁ и U₂₀, мощность Р₀ и ток I₁₀, делая 9-10 отсчетов. Частота напряжения должна быть постоянной f₁ = f_1Н = const.

По результатам измерений можно построить зависимости:

I₁₀ = f(U₁); P₀ = f(U₁); cos j₀ = f(U₁)

а также вычислить:

· Коэффициент трансформации

.

· Коэффициент мощности трансформатора в режиме Х.Х.

.

· Потери в меди первичной обмотки

,

где R₁ – активное сопротивление первичной обмотки, измеряемое до начала опыта или после его проведения.

· Потери в стали магнитопровода

Р_С = Р₀ – Р_М10.

Обычно ток I₁₀ холостого хода очень мал (3¸10% от номинального тока I_1Н) и обычно весьма мало по величине. Поэтому потери в меди Р_М10 в режиме холостого хода очень малы и можно считать, что Р_Ст » Р₀.

Поскольку параметры R₁ и Х₁, а также ток I₁₀ невелики, то приложенное напряжение U₁ мало отличается (по модулю) от ЭДС Е₁, т.е. U₁₀»Е₁.

Учитывая вышеизложенное, можно считать, что в опыте холостого хода можно определить параметры контура намагничивания по формулам:

; ; .

Физический смысл зависимостей, построенных по результатам опыта холостого хода состоит в следующем.

Ток I₁₀ по мере увеличения напряжения U₁ возрастает нелинейно за счет насыщения стали при больших значениях напряжения.

Эта зависимость является по сути дела кривой намагничивания стали магнитопровода.

Потери в стали Р_С » Р₀ пропорциональны квадрату индукции основного магнитного поля, которая в свою очередь пропорциональна напряжению U₁. Поэтому зависимость Р₀ = f(U₁) имеет вид квадратичной параболы. При нормальной работе трансформатора напряжение U₁ изменяется незначительно, поэтому и потери в стали остаются неизменными при любых нагрузках.

Коэффициент мощности изменяется соответственно изменению величин, входящих в формулу: .