Исследование однофазного автотрансформатора
Цель работы. Экспериментально подтвердить особые свойства автотрансформатора сравнением его параметров с параметрами трансформатора, полученными при исследовании совмещенной
модели.
Программа работы
1. Ознакомиться с конструкцией совмещенной модели трансформатора и автотрансформатора, записать ее технические характеристики, а также данные измерительных приборов и регулятора напряжения.
2. Собрать схему понижающего трансформатора по рис. 4.1, а и после проверки ее преподавателем выполнить опыты холостого хода и номинальной нагрузки.
3. Собрать схему понижающего автотрансформатора по рис. 4.1, б\\ после проверки ее преподавателем выполнить опыты холостого хода и номинальной нагрузки.
4. Собрать схему повышающего автотрансформатора по рис. 4.1, в и после проверки ее преподавателем выполнить опыты холостого хода и номинальной нагрузки.
5. Составить отчет и сделать заключение о проделанной работе.
Подготовка к работе
1. Повторить теоретический материал: автотрансформаторы, их устройство, особенности рабочего процесса, достоинства и недо статки по сравнению с обычными двухобмоточными трансформаторами; области применения автотрансформаторов.
2. Подготовить в рабочей тетради таблицу для занесения результатов опытов.
Конструкция совмещенной модели трансформатора и автотрансформатора.Совмещенная модель трансформатора и автотрансформатора представляет собой однофазный трехобмоточный
|
|
|
Рис. 4.1. Схемы соединений при исследованиях:; б - понижающего автотрансформатора; в повышающего автотрансформатора
трансформатор, состоящий из магнитопровода (стержневого или броневого) и трех одинаковых электрически не связанных между собой обмоток. Различные комбинации соединения этих обмоток дают возможность исследовать все предлагаемые в данной работе варианты (рис. 4.1). Опытное исследование всех этих вариантов на одной модели позволяет сравнить результаты экспериментов и дать объективную оценку свойствам трансформатора и автотрансформатора (повышающего и понижающего). Обычно мощность исследуемой совмещенной модели невелика (300 — 500 В . А) и поэтому проста в изготовлении. Небольшая мощность модели способствует упрощению электрических схем исследования (включение ваттметров без трансформаторов тока и напряжения).
Задавшись размерами магнитопровода, определим число витков одной обмотки совмещенной модели:
w = 0,95U/(4,44ƒBcSckc (4.1)
где U - напряжение на выводах обмотки, В; ƒ— частота тока, Гц; Вс - магнитная индукция в стержне магнитопровода, Тл; Sc — площадь поперечного сечения стержня, м2; kc — коэффициент заполнения магнитопровода сталью (при толщине листов 0,35 мм kс = 0,90). В стержне магнитопровода броневого типа из тонколистовой горячекатаной электротехнической стали марок 1211 или 1511 при частоте тока ƒ= 50 Гц магнитная индукция Вс = 1,20 -1,35 Тл, а в магнитопроводе из холоднокатаной стали марок 3411,3412 или 3413 индукция Bc. = 1,50 - 1,65 Тл.
|
|
|
■ Пример.Определить число витков и диаметр обмоточного провода обмотки совмещенной модели «трансформатор —автотрансформатор» при следующих данных: напряжение U = 110 В, допустимое значение тока Iдоп = 2,5 А, частота токаƒ= 50 Гц.
Решение. Выбираем магнитопровод броневого типа Ш40 х 80 из стандартных Ш-образных пластин. Площадь поперечного сечения стержня
Sc = 40 -80 -10-6 = 3,2-10-3 м2
Число витков в обмотке (4.1)
w =0,95 -110/(4,44- 50 х 1,25-3,2-10-3-0,90) = 130 витков.
| Режим работы совмещенной модели | Измерения | Вычисления |
| Режим работы совмещенной модели | Измерения | Вычисления | ||||||||||||
| U1, B | U20, B | I0, A | P0, Вт | I1. A | P1, Вт | I2ном , A | U1, B | P1, Вт | I20, A | ∆Uном, % | ΣP, Bт | Pэ, Bт | Ŋ, % | |
| Автотрансформатор повышающий | ||||||||||||||
По допустимому значению плотности тока j = 2,0 А/мм2 расчетное сечение провода q' =2,5/2,0 = 1,25 мм2, ближайшее стандартное сечение провода q = 1,33 мм2. Тогда принимаем диаметр обмоточного провода марки ПЭТВ (1= 1,30 мм и диаметр с учетом толщины изоляции dиз = 1,41 мм. Все три обмотки располагаем на каркасе из картона толщиной 1 мм. При рядовой укладке витков число витков в одном слое
|
|
|
wCJ] = (100 – 2хl)/ dиз = 98/1,41 = 70 витков,
число слоев в обмотке nсл = w/wcл = 130/70 ≈ 2 слоя, общее число слоев в трех обмотках псл — 2 х 3 = 6 слоев.
Межслоевую изоляцию выполняем из лакоткани ЛХ в два слоя толщиной 0,5 мм, во всех обмотках общая толщина межслоевой изоляции 0,5 хб = 3,0 мм. Тогда расчетная высота окна намотки Hр = 1 + + 3,0 + 1,41x6 = 13 мм, что меньше фактической высоты окна намотки H = 40 мм (рис. 4.2).
Порядок выполнения работы
Исследование повышающего автотрансформатора.Собрав схему по рис. 4.1,6, после проверки ее преподавателем проводят сначала опыт холостого хода, а затем опыт номинальной нагрузки, где за номинальный ток нагрузки /ном принимают такое его значение, при котором ток в первичной обмотке равен допускаемому значению I1доп. После заполнения табл. 4.1 результатами измерений выполняют расчеты:
номинальное изменение вторичного напряжения при нагрузке (%)
|
|
|
(4.2)
сумма потерь в трансформаторе (Вт)
ΣP = P1 - Р2; (4.3)
электрические потери (Вт)
РЭ = ΣP - Р0; (4.4)
КПД(%)
ŋ = (Р2/P1)100. (4.5)
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 884; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!