стр. 5 из 5

Лабораторная работа эмш.Лр3 – Однофазные трансформатор и автотрансформатор

1Назначение

Сравнить характеристики однофазных трансформатора и автотрансформатора. Уяснить достоинства и недостатки автотрансформатора и трансформатора.

2Краткие теоретические положения

Трансформатор состоит из двух обмоток первичной и вторичной, размещённых на замкнутом магнитопроводе из ферромагнитного материала. Первичную обмотку подключают к источнику переменного напряжения U₁, а ко вторичной обмотке присоединяют нагрузку с сопротивлением Zн, При этом в его первичной обмотке возникает переменный ток i₁, создающий основной магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток индуктирует в обеих обмотках переменные ЭДС и . Отношение ЭДС обмотки высшего напряжения к ЭДС обмотки низшего напряжения называется коэффициентом трансформации К=Евн/Енн=Wвн/WннUвн/Uнн.

В зависимости от конфигурации магнитопровода трансформаторы подразделяются на стержневые, броневые и тороидальные. В трансформаторах стержневого типа обмотки располагаются на нескольких стержнях и как бы охватывают магнитопровод. Часть магнитопровода, на которой обмотки отсутствуют, называется ярмом. В броневой конструкции обмотки располагаются на одном стержне и окружены магнитопроводом со всех сторон. В тороидальных – магнитопровод навит из ленты трансформаторной стали, имеет форму тороида и полностью охвачен обмоткой.

Автотрансформатором называется такой трансформатор, у которого обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения, т. е. обмотки электрически связаны. Поэтому в автотрансформаторе мощность передаётся как электромагнитным путём, так и электрическим. Мощность, передаваемая автотрансформатором, равная сумме его электромагнитной и электрической мощности, называется проходной (Sп) мощностью.

Автотрансформатор по сравнению с трансформатором при одинаковой проходной мощности имеет меньшие потери в обмотках, меньшее напряжение короткого замыкания, меньшую массу обмоток и больший КПД. Наиболее выгодны для автотрансформаторов коэффициенты трансформации от 1,1 до 2. Автотрансформаторы применяются для пуска синхронных и асинхронных электродвигателей, как делители напряжения в испытательных лабораториях, на линиях передачи высокого напряжения для связи систем с различными напряжениями.

Дополнительная литература: Сукманов В.И. Электрические машины и аппараты. – М.: Колос, 2001 с. 254.

Лекции по теме трансформаторы.

3Задание

Снять внешние характеристики трансформатора и автотрансформатора и определить процентное изменение напряжения при номинальной нагрузке по сравнению с холостым ходом .

4Порядок выполнения задания

4.1Осуществляем испытание трансформатора

4.1.1Знакомимся с основными техническими данными используемого в схеме оборудования и его размещением на стенде

Знакомство осуществить по перечню элементов универсального лабораторного стенда, составленному на вводном занятии

4.1.2Собираем схему экспериментальной установки

Собрать электрическую схему по плакату. Сидоров собирает узел А1; Козлов – узел А2 и так далее. Во время сборки перечертить схему с плаката в тетради.

Рис. 1: Принципиальная схема установки для испытания трансформатора

4.1.3Записываем порядок запуска установки:

• Устанавливаем движок автотрансформатора в нулевое положение (против часовой стрелки до упора);

• Устанавливаем минимальную нагрузку (движок реостата против часовой стрелки до упора);

• Подаём напряжение на вход автотрансформатора.

4.1.4 Записываем действия по снятию параметров каждой из точек характеристики:

• С помощью автотрансформатора устанавливаем напряжение U_1, (PV1), равное 220 В;

• Устанавливаем заданную величину тока нагрузки (РА2) с помощью реостата R1;

• Снимаем и записываем в таблицу на доске показания электроизмерительных приборов.

4.1.5Заготавливаем и одновременно заполняем таблицу записи наблюдений и обработки экспериментальных данных.

Старший по работе распределяет задания, а все остальные студенты у себя в отчётах вычерчивают таблицу по приведённой ниже форме.

Таблица 2

Исполнитель	Сидоров	Козлов	И т. д.
Опытные данные
I1, A
I2, A	0	3	4	5	6	7	7,5
U1 В	220	220	220	220	220	220	220
U2, В
Расчётные данные
Степень загрузки трансформатора =I2/I2н
Абсолютное изменение напряжения U =U20-U2, B	0
Относительное изменение напр-я U=100U/U20,%
Полная мощность на входе тр-ра S1=I1U1, ВА
Полная мощность на выходе тр-ра S2=I2U2, ВА

Исполнители последовательно друг за другом производят опыты и расчёт показателей, предусмотренных в таблице.

4.2Осуществляем испытание автотрансформатора

4.2.1Знакомимся с основными техническими данными используемого в схеме оборудования и его размещением на стенде

Знакомство осуществить по перечню элементов универсального лабораторного стенда, составленному на вводном занятии

4.2.2Корректируем схему экспериментальной установки

Собрать электрическую схему по плакату. Сидоров собирает узел А1; Козлов – узел А2 и так далее. Во время сборки перечертить схему с плаката в тетради.

Рис. 2: Принципиальная схема установки для испытания автотрансформатора

4.2.3Порядок запуска установки и снятия опытных данных

Что и при испытании трансформатора.

4.2.4Заготавливаем и одновременно заполняем таблицу записи наблюдений и обработки экспериментальных данных.

Старший по работе распределяет задания, а все остальные студенты у себя в отчётах вычерчивают таблицу по приведённой ниже форме.

Таблица 3

Исполнитель	Сидоров	Козлов	И т. д.
Опытные данные
I1, A
I2, A	0	2,7	4	5	6	7	7,5
I3, A
U1 В	220	220	220	220	220	220	220
U2, В
Расчётные данные
Степень загрузки трансформатора =I2/I2н
Абсолютное изменение напряжения U =U20-U2, B	0
Относительное изменение напр-я U=100U/U20,%
Полная мощность на входе тр-ра S1=I1U1, ВА
Полная мощность на выходе тр-ра S2=I2U2, ВА

Исполнители последовательно друг за другом производят опыты и расчёт показателей, предусмотренных в таблице.

4.3Строим графики экспериментальных зависимостей U₂ = f() и U₂ = f() для трансформатора и для автотрансформатора

Старший по работе на доске, а все остальные студенты у себя в тетрадях, заготавливают оси координат. Каждый из ответственных за точку наносит её на поле графика, расположенного на доске. Все графики построить в одной системе координат.