SPRAWOZDANIE 3 Ćw. 4 Pomiary transformatora jednofazowego	Kobylarz Justyna
	Kononiuk Aleksandra
Kraków, 20.06.2010	Grupa B
MSIB , I rok

1. Pomiar transformatora jednofazowego w stanie jałowym

• Celem ćwiczenia jest zbadanie charakterystyki biegu jałowego I (P) oraz U₂ (U₁), oraz wyznaczenie przekładni transformatora, rezystancji i reaktancji transformatora.

Tabela z wynikami pomiarów:

Wyniki Pomiarów 1
pomiar	U(1) [V]	P [W]	I [mA]	U(2) [V]
1	50	2	21	27,2
2	100	4,5	41	54,8
3	110	5	45	60
4	120	5,5	51	65,2
5	130	6	58	71
6	140	7	66	76,2
7	150	8	78	82
8	160	9	92	87,3
9	170	10	109	92,3
10	180	11	140	98,1
11	190	12	180	103,2
12	200	13	250	108,3
13	210	14	340	113,5
14	220	16	450	119,2
15	230	18	590	124,3

• Obliczenia przeprowadzam dla napięcia znamionowego U = 220 V (14 pomiar)

Z tabeli odczytujemy iż dla napięcia 220 V otrzymaliśmy następujące wyniki pomiaru:

I = 0,45 A, P = 16 W, U(2) =119,2 V

Gdzie watomierz dla stanu jałowego wskazuje moc czynną równą stratą w żelazie spowodowanymi na magnesowanie rdzenia.

• przekładnia transformatora: ; suma wynosi: 1,845

• Kąt przesunięcia fazowego φ; arcos= P/U*I, φ=80,7^o

• Impedancja wejściowa $Z = \frac{U_{1}}{I}$ , Z= 488, 89 Ω

• Rezystencja gałęzi magnesowania, rdzenia, odpowiedzialna za straty w żelazie : , R_Fe = 3025 Ω

• reaktancja gałęzi magnesowania, rdzenia transformatora : X_μ = 495,4Ω

Charakterystyka U(2) od U(1)

Charakterystyka P od I dla biegu jałowego

Wykresy wektorowe na osobnej stronie;

Wnioski:

Transformator w stanie jałowym występuje gdy obwód uzwojenia wtórnego pozostawiony w rozwarciu.

Z charakterystyk napięcia wejściowego do wyjściowego widzimy iż wzrost napięcia wejściowego powoduje wzrost napięcia wyjściowego, dodatkowo jest to zależność liniowa , którą opisuje stosunek U(1) do U(2) ( przekładnia transformatora). Nachylenie tej charakterystyki jest to ctg(η). Dodatkowo iż η>1 otrzymujemy wzmocnienie napięcia po stronie wtórnej.

Charakterystyka P od prądu jest nieliniowa ale rosnąca, tzn. wraz ze wzrostem prądu po stronie pierwotnej (pobierany przez transformator) wzrasta moc ( i odwrotnie).

Impedancja wejściowa jest mniejsza niż reaktancja oraz rezystancja w gałęzi magnesowania spowodowane jest to faktem iż mamy do czynienia z połączeniem równoległym ( X_m ll R_Fe ), napięcie U_r =U_x.

Duża różnica w rezystancji i reaktancji powoduje iż prąd I rozchodzi się w znacznym stopniu do gałęzi odpowiedzialnej w transformatorze za magnesowanie ( na schemacie poniżej gałąź z elementem Xm), ok. 0,44A

Wskazania watomierza przedstawiają straty w żelazie, wynikłe z magnesowania samego transformatora.

1. Pomiar w stanie zwarcia

Tabela z wynikami pomiarów.

Wyniki Pomiarów 2
lp	U(1) [V]	P [W]	I (1) [A]	I(2) [A]
1	27,7	17	2,5	4,6

Pomiar przeprowadzamy dla prądu w uzwojeniu pierwotnym równym 2,5 A (amperomierz A1). Celem ćwiczenia jest wyznaczenie strat miedzi.

Pomiar w stanie zwarcie dokonujemy poprzez zwarcie uzwojenia wtórnego amperomierzem A2.

Wskazania watomierza przedstawiają straty miedzi, straty cieplne w uzwojeniach, są przedstawione jako straty na elementach R₁ i R₂ na schemacie zastępczym ( schemat u góry.

Obliczenia:

• Impedancja Z_we = U₁/ I₁, równe 11, 08 Ω.

• Suma Rezystancji uzwojeń $R = \frac{P}{I^{2}}$ , R = 2,72Ω

• Suma reaktancji uzwojeń $X = \sqrt{Z^{2}\ {- \ R}^{2}}$ , X= 10, 74 Ω

• Kąt fazowy , ϕ = ar ctg ( X/ R) , ϕ =75, 78 ^o

• Przekładnia transformatora η=$\frac{I_{2}}{I_{1}}$ , η = 1,84

• $U_{Z\%} = \ \frac{U}{220\ V}*100\ \%$ , U _Z% = 12, 6 %

Wykresy wektorowe na osobnej stronie;

Wnioski, straty miedzi dla U = 220 V są porównywalny dla strat żelaza z ćw. 1 , przy tym samym napięciu znamionowym różnica polega na tym iż w tym przypadku dominującą formę ma cześć reaktancyjna w porównaniu z częścią rezystancyjną w całkowitej impedancji.

Przekładnia transformatora jest dla danego transformatora parametrem stałym ( n=1,845 z ćw. 1) dlatego stosunek prądów wtórnego do pierwotnego jest równy przekładni transformatora

1. Pomiar w stanie pracy

Tabela z wynikami pomiarów.

Wyniki Pomiarów 3
lp	U(1) [V]	P [W]	I (1) [A]	U(2) [V]	I(2) [A]	P(odb)[W]
1	220	107	0,67	119,3	0,767	100
2	220	147	0,807	118	1,115	150
3	220	197	1,019	119	1,529	200
4	220	235	1,176	117,9	1,86	250
5	220	285	1,39	117,5	2,28	300
6	220	324	1,57	117,7	2,623	350
7	220	377	1,8	117,6	3,056	400
8	178,4	295	1,7	94,1	3	450
9	150	247	1,68	78,6	3	500
10	123,9	203	1,68	64,3	3	550
11	108,5	177	1,68	55,8	3	600
12	92,8	150	1,68	47,2	3	650
13	81,9	132	1,66	41,1	3	700
14	71,3	113	1,67	35,2	3	750
15	64,9	102	1,66	31,6	3	800
16	51,3	78	1,66	23,8	3	900

Celem ćw. Jest zbadanie charakterystyk sprawności, napięcia po stronie wtórnej, prądu pierwotnego uzwojenia, cos kąta fazowego od prądu po stronie wtórnej transformatora.

Obliczenia parametrów transformatora.

Gdzie:

$$R_{2} = U_{2}I_{2}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Z = \frac{U_{1}}{I_{1}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }R_{\text{WE}} = \frac{U_{\left( 1 \right)}^{2}}{P}\ \operatorname{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ cos}{\theta = \frac{P_{1}\ }{I*U}}\text{\ \ \ \ μ}\left( sprawnosc \right)\ \ = \frac{P_{2}}{P_{1}}*100\ \%\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ P_{2} = I_{2}^{2}R_{2}$$

Tabela obliczeń:

Obliczenia
pomiar
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

Wnioski;

Zależności prądów strony pierwotnej do wtórnej jest liniowa, nachylenie prostej określa przekładnia transformatora( tg( przekładnia))

Z charakterystyki drugiej widzimy z napięcie po stronie wtórnej nie zależy od prądu po stronie wtórnej uzwojenia transformatora.

Charakterystyki wydajności oraz kosinusa kąta fazowego posiada max. Dla wartości z 8/9 pomiaru co pokazuje iż w transformatorze spełniona jest zasada dopasowania (R_odb=R_wew).