Исследование однофазного силового трансформатора в режимах холостого хода, опытного короткого замыкания и при работе на нагрузку

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра электротехники и электромеханики

Лабораторная работа №5

«ОДНОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР»

Выполнили: студенты группы ЭР-04-1

Оценка: _____________

Дата: _______________

Проверил:     _{(подпись)}                              / В.В. Алексеев./

Санкт-Петербург

2006

Работа 5. ОДНОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Цель работы – исследование однофазного силового трансформатора в режимах холостого хода, опытного короткого замыкания и при работе на нагрузку.

I. Общие сведения и описание установки

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте.

Простейший трансформатор состоит из замкнутого магнитопровода и двух изолированных друг от друга обмоток. Магнитопровод из электротехнической стали служит для усиления электромагнитной связи обмоток. Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопровод набирается из отдельных листов, покрытых тонкой пленкой изоляционного лака.

Принцип действия трансформатора основан на законе электромагнитной индукция и заключается в следующем. Если одну из обмоток трансформатора подключить к источнику переменного напряжения, то по этой обмотке, называемой первичной, потечет переменный ток, который создаст в магнитопроводе переменный магнитный поток, изменяющийся с частотой приложенного к обмотке напряжения.

Переменный магнитный поток индуктирует в первичной обмотке ЭДС самоиндукции, а во вторичной – ЭДС взаимоиндукции. Величины ЭДС определяются магнитным потоком к количеством витков обмоток. При подключении на зажимы вторичной обмотки приемника электрической энергии по цепи этой обмотки потечет переменный ток той же частоты, но отличающийся от тока первичной обмотки величиной и напряжением.

Принципиальная схема однофазного нагруженного трансформатора приведена на рис. 5.1. Уравнения электромагнитного равновесия трансформатора записываются на основе закона Кирхгофа и имеют вид:

                                                                   ;                                                            (5.1)

                                                                   ;                                                            (5.2)

                                                                      ,                                                               (5.3)

где  – коэффициент трансформации;  и  – напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток;  и  – токи первичной и вторичной обмоток;  – ток вторичной обмотки, приведенной к числу витков первичной обмотки; w₁ и w₂ – число витков первичной и вторичной обмоток; Z_н – комплекс полного сопротивления приемников электроэнергии; Z₁ и Z₂ – комплексы полных сопротивлений обмоток трансформатора.