Изучение свойств трансформаторов. Свойства трансформатора как четырехполюсника. Входное сопротивление трансформатора позволяющее оценить потери холостого хода и значение тока намагничивания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

                               УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

       ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О.СУХОГО

                            КАФЕДРА “ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА”

                                         ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№5

                         На тему:" ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ТРАНСФОРМАТОРОВ.".

                                                           ВЫПОЛНИЛИ: СТУДЕНТЫ гр.ПМ-21

                                                           ПРИНЯЛ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:

Гомель 2007г.

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ТРАНСФОРМАТОРОВ.

Цель работы: Познакомится с системой основных электрических параметров трансформаторов, освоить методику измерения этих параметров и определения эксплуатационных характеристик.

 КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

Трансформатор - электромагнитным аппарат, представляющий собой систему индуктивно связанных контуров и преобразующим одну или несколько систем переменного тока в другую систему переменного тока. Из определения следует что, в общем случае, трансформатор является пассивным многополюсником. Следовательно, данный тип устройств исследуется и описывается методами, применяеми в электротехнике многополюсников. В данной лабораторной работе рассматривается методика определения параметров трансформатора с двумя обмотками (двухобмоточные). Обмотка, к которой подводится электрическая энергия, называется первичной стандартизированное обозначение W₁, соответственно обмотка, с которой отводится энергия – вторичная W₂.

Необходимость в определении параметров трансформаторов возникает в процессе их производства, после выполнения ремонта и при разработке новых устройств.

Свойства трансформатора как четырехполюсника могут быть определены только в системе классической матрицы передачи [А].

где U₁  U₂  I₁  I₂ – напряжения и токи первичной и вторичной обмоток соответственно.

Очевидно, что наиболее удобным способом определения параметров АВСD следует рассматривать опыт короткого замыкания и холостого хода на выходе четырехполюсника.

Необходимо помнить, что коэффициенты ABCD, в общем случае, комплексные величины. Коэффициенты A и D представляют собой коэффициенты передачи по напряжению при холостом ходе на выходе и коэффициент передачи по току при коротком замыкании на выходе соответственно. Эти коэффициенты, в технической терминологии, принято называть коэффициентами трансформации. Коэффициенты B и C – отношение входного напряжения к выходному току при опыте короткого замыкания и отношение входного тока к выходному напряжению при опыте холостого хода. Практическое значение имеет отношение коэффициентов

где Z_1хх – входное сопротивление трансформатора позволяющее оценить потери холостого хода и значение тока намагничивания

где Z_1кз – входное сопротивление при коротком замыкании вторичных обмоток. Это значение позволяет оценить потери мощности и падение напряжения в трансформаторе под нагрузкой.

Трансформатор может быть представлен электрической схемой замещения рис.2.1. На схеме параметры r₂΄, x₂΄, и U₂΄ - приведенные значения вторичной обмотки:

Рис.2.1 Схема замещения двухобмоточного трансформатора.

Согласно ГОСТ 11677 – 75 холостым ходом называют режим работы трансформатора, при котором ток вторичной обмотки равен нулю. При этом магнитный поток незначительно увеличен по отношению к номинальному. Установившийся ток первичной обмотки при номинальном напряжении и номинальной частоте называют током холостого хода, а потери в этом режиме потерями холостого хода P_х.

В режиме холостого хода ток протекает по двум, последовательно включенным, сопротивлениям  - полное сопротивление первичной обмотки, состоящее из активного сопротивления и индуктивности обусловленной потоком рассеяния, а также  - полное сопротивление взаимной индуктивности, состоящее из сопротивления r_m – обусловленного потерями в магнитопроводе и сопротивлением обусловленным полем взаимной индукции (полем в сердечнике) - x_m.