ЛПР-Дослідження трансформатора

ВСП Технічний коледж НУ „Львівська політехніка”





Методичні вказівки до виконання
лабораторної роботи


Дослідження силового трансформатора



для студентів спеціальності 5.05090101 „Конструювання, виробництво та технічне обслуговування радіотехнічних пристроїв”, 5.05090201 „Виробництво, обслуговування та ремонт електронної побутової апаратури”, 5.0502.0205 “Обслуговування інтелектуальних інтегрованих систем” відділення електроніки та комп’ютеризованих систем.



Студент: ____________________

Група: ______________________











Львів
Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи «Дослідження силового трансформатора» .для студентів спеціальностей 5.0509.0101 «Конструювання, виробництво та технічне обслуговування радіотехнічних пристроїв», 5.05020205 „Обслуговування інтелектуальних інтегрованих систем”, 5.05090201 «Виробництво, обслуговування та ремонт електронної побутової апаратури».


Укладач: Мазяр Р.І.



Розглянуто і схвалено на засіданні циклової комісії «Електромеханіки та електроніки»

Протокол № __ від ___________ 20____ року

Голова циклової комісії _________________ (Гасько Л.З.)



























( Мазяр Р.І.
Лабораторна робота «Дослідження трансформатора»

Мета роботи: Вивчення особливостей роботи силового трансформатора та режимів його роботи.. Результатом виконаної роботи повинно бути набуття навичок в проведенні розрахунку силового трансформатора.
Теоретичні відомості
Трансформатор – це електромагнітний пристрій, що перетворює електричну енергію змінного струму з одними параметрами на електричну енергію з іншими параметрами.
Для спрощених досліджень процесів в трансформаторі використовують таке поняття, як ідеальний трансформатор. Це трансформатор, у якого відсутні магнітні потоки розсіювання, а активні опори обмоток дорівнюють нулеві. У реальному трансформаторі обмотки мають як активний опір, так і опір розсіювання, тобто, крім основного магнітного потоку, що проймає обидві обмотки, є потоки розсіювання первинної та вторинної обмоток.
Важливою характеристикою трансформатора є коефіцієнт трансформації, котрий визначається, як відношення вхідної напруги до вихідної в режимі холостого ходу. Коефіцієнт трансформації визначається за такою формулою:
KT = E1/E2 = U1/U2 = w1/w2 =I1/I2,
де w1 та w2 – кількість витків первинної та вторинної обмоток.
З цієї формули випливає, що трансформатор може знижувати напругу і разом з тим підвищувати струм (та навпаки).
Первинне та вторинне кола трансформатора зв’язані тільки магнітним зв’язком, тобто кола електрично (гальванічно) роз’єднані. Ця властивість трансформаторів використовується у роздільних трансформаторах, що мають KT = 1. Трансформатори розділяють гальванічно первинні та вторинні електричні кола.
Трансформатор може працювати в режимі холостого ходу, коли вторинне коло розімкнене (навантаження відсутнє), тобто:
ZН =
·, I2 = 0.
Режим навантаження здійснюється, коли до вторинної обмотки увімкнено навантаження ZН, і у вторинному колі протікає струм I2.
Режим короткого замикання – це аварійний режим роботи трансформатора. В режимі короткого замикання опір навантаження ZН = 0. В цьому режимі виникають великі струми короткого замикання в обмотках. Значення струмів можуть бути настільки великі, що приводять до виходу з ладу обмоток трансформатора. Струм короткого замикання, як правило, у 20-30 разів більший за номінальний, і тому треба відрізняти режим короткого замикання від досліду короткого замикання. Дослід проводять при зниженій напрузі U1 настільки, щоб у вторинному колі протікав струм, що дорівнює номінальному.
Порядок виконання роботи
1.Приступаючи до виконання лабораторної роботи, запустіть програму Multisim. Для виконання лабораторної роботи використовуються віртуальні елементи лабораторії.

2.Складіть електричну схему, зображену на рис. 1. Напруга джерела живлення V1 становить N · 20, де N – номер варіанту (порядковий номер за журналом).

Рисунок 1. Електрична схема для дослідження трансформатора

Трансформатор вибирається з бібліотеки базових компонентів. Серед трансформаторів для проведення досліджень необхідно вибирати найпростіший (TS_IDEAL). Його параметри встановити згідно рис. 2 (п. «Властивості»).



Рисунок 2. Встановлення параметрів трансформатора.

3. Вимірювальні прилади після установки в схему необхідно переналагодити для роботи в колах змінного струму, оскільки за замовчуванням вони встановлені для проведення вимірювань у колах постійного струму.

Дослідження трансформатора в режимі холостого ходу.
Вторинну обмотку трансформатора залишити розімкнутою (рис. 3). Включити схему і провести заміри струму й напруги первинної обмотки трансформатора й напругу на вторинній обмотці трансформатора. Отримані результати використати для обчислення коефіцієнта трансформації по напрузі.

Рисунок 3. Дослідження трансформатора в режимі холостого ходу.

Провести зворотній дослід. До вторинної обмотки трансформатора приєднати джерело напруги, а первинну обмотку залишити розімкнутою. Напругу джерела, що приєднане до вторинної обмотки, встановити рівним вихідній напрузі, яка була заміряна в попередньому досліді. Результати замірів напруги вторинної обмотки й напруги первинної - використати для обчислення коефіцієнта трансформації, як відношення напруг первинної й вторинної обмоток.

Дослідження трансформатора при навантаженні вторинної обмотки трансформатора.
Для заданої величини опору навантаження заміряти показання амперметрів і вольтметрів, приєднаних до первинної й вторин
·ної обмоток трансформатора (рис. 1). Зменшуючи опір навантаження, виконати заміри струмів первинної й вторинної обмоток трансформатора й напруги на навантаженні.

Дослідження трансформатора в режимі короткого замикання.
В схемі, яка досліджується, вторинну обмотку закоротити через амперметр, а напругу джерела живлення встановити в нуль. Дослід проводиться в наступній послідовності:
Встановити напругу джерела живлення первинної обмотки на рівні одного відсотка від номінального значення й перевірити величину струму вторинної обмотки. Якщо величина струму менша, ніж струм при навантаженні, то напругу джерела живлення потрібно збільшити.
Збільшення напруги джерела проводиться до того часу, поки величина струму вторинної обмотки не досягне величини струму в досліді при навантаженні. Заміряна напруга при вказаному значенні струму називається напругою короткого замикання.




Рисунок 4. Дослідження трансформатора в режимі короткого замикання.

Вимоги до звіту
Для кожного з проведених дослідів виконати розрахунки напруг і струму навантаження вторинної обмотки.
Вимоги до звіту
Який пристрій називається трансформатором?
Які параметри електричного кола перетворює трансформатор?
Привести результати обчислень потужності, заміряні на стороні первинної і вторинної обмоток трансформатора.
Для кожного з проведених дослідів виконати розрахунки напруги і струму навантаження вторинної обмотки.
Пояснити взаємозв’язок між струмами і напругами первинної й вторинної обмоток трансформатора.
Назвати і пояснити основні режими роботи трансформатора.
Пояснити, від чого залежить величина напруги на вторинній обмотці трансформатора.
Пояснити фізичні процеси, що відбуваються в трансформаторі.
Привести приклади використання трансформаторів.
На якому струмі можлива робота трансформатора?
Пояснити термін «коефіцієнт трансформації».








Контрольний тест по темі «Трансформатор»


Питання
Відповідь

1
Визначити коефіцієнт трансформації однофазного двохобмоткового знижувального трансформатора, якщо ЕРС, індуковані в первинній та вторинній обмотках, відповідно дорівнюють 500 і 125 В.
4

2
Визначити коефіцієнт трансформації однофазного знижувального трансформатора, якщо кількості витків його первинної та вторинної обмоток відповідно дорівнює 300 та 12.
25


3
Визначити струм вторинної обмотки трансформатора, зведений до кількості витків первинної обмотки, якщо дійсне значення струму вторинної обмотки – 100 А, а коефіцієнт трансформації - 10.
10

4
Є однофазний двохобмотковий трансформатор на номінальну напругу в первинній обмотці 500 В та з кількістю витків первинної обмотки – 2000. Яка напруга буде на вторинній обмотці при холостому ході цього ж трансформатора, якщо кількість витків вторинної обмотки становить 440?
110

5
Є однофазний двохобмотковий трансформатор на номінальну первинну напругу 500 В та з кількістю витків первинної обмотки – 2000. Визначити кількість витків вторинної обмотки цього ж трансформатора, потрібну для одержання на її затискачах при холостому ході напруги 220 В.
880

6
Кількість витків первинної обмотки трансформатора w1=900, вторинної w2=35. Визначити напругу холостого ходу на вторинній обмотці, якщо трансформатор під’єднано до мережі змінного струму з напругою U=6000 В.
200 В

7
Однофазний трансформатор з номінальною потужністю Sном=1600 кВ
·А ввімкнули в мережу змінного струму з напругою U=10000 В. При холостому ході трансформатора напруга на затискачах вторинної обмотки U=400 В. Визначити коефіцієнт трансформації і кількість витків первинної обмотки, якщо кількість витків вторинної обмотки w2=32.
25
800

8
Первинна обмотка трансформатора має w1=600, коефіцієнт трансформації n=20. Визначити кількість витків вторинної обмотки.
30

9
Трансформатор напруги має первинну і вторинну обмотки з кількістю витків w1=20000, w2=200. Визначити коефіцієнт трансформації.
100

10
Трансформатор підключили до мережі змінного струму з напругою U=660 В. До вторинної обмотки під’єднаний прожектор з cos
·=1, який розрахований на напругу U=220 В. Чому дорівнює струм вторинної обмотки, якщо струм в первинній обмотці дорівнює 2 А?
6 А




Оцінювання результатів тестування

Правильні відповіді
Бал

9-10
5

7-8
4

5-6
3

< 5
2


Рекомендована література

1.
Бобало Ю.Я., Мандзій Б.А., Стахів П.Г. Основи теорії електронних кіл. Львів. Магнолія плюс, 2002. 296 с.

2.
Будіщев М. С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Л.: Афіша, 2001.

3.
Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. – СПБ.: КОРОНА принт, 2001. – 320 с.

4.
Гуржій А.М. Сільвестров А.М. Поворознюк Н.І. Електроніка з основами промислової електроніки.К.Форум, 2002.382 с.

5.
Карлащук В. И. Электронная лаборатория на IBM PC. М.:"Солон Р", 2001 - 512 с.

6.
Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та мікросхемотехніка.- Київ: „Каравела".2004.

7.
Мандзій Б.А., Бобало Ю.Я., Желяк Р.І., Кіселичник М.Д., Якубенко В.М. Основи радіоелектроніки. Львів, 2002

8.
Москатов Е. А. Электронная техника. - Таганрог, 2004. - 121 с

9.
Сенько В. І., Панасенко М. В., Електроніка и мікросхемотехніка К.: Обереги, 2000.

10.
Стахів П. Г., Коруд В. І., Гамола О. С. Основи електроніки: функціональні елементи та їх застосування: Навч. посіб. Л.: Вид- во Нац. ун-ту “Львівська політехніка”, 2002.

11.
Шабатура Ю.В., Присяжнюк В.В. Використання комп`ятерів у дослідженні електронних систем. – Вінниця: ВДТУ, 2002 - 168 с.










13PAGE 15


13PAGE 14815






Заголовок 2 Заголовок 315

Приложенные файлы

  • doc 8222989
    Размер файла: 166 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий