LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POLITECHNIKA RADOMSKA im. Kazimierza Pułaskiego |
||
TEMAT Badanie transformatora. |
PROWADZĄCY: mgr inż. J. Wojciechowski |
DATA:
|
WYKONALI: |
OCENA:
|
GRUPA |
1. Badanie stanu jałowego transformatora.
Schemat ideowy obwodu do badania transformatora w stanie jałowym.
Tabela pomiarowa dla stanu jałowego transformatora. |
|||||||||
Lp. |
U10 |
I10 |
PWE |
ϕ |
cos ϕ |
U20 |
υ |
Xμ |
RFE |
|
[V] |
[mA] |
[W] |
[°] |
|
[V] |
|
[Ω] |
[Ω] |
1 |
10 |
1 |
0 |
89.94 |
0.001 |
1 |
10.00 |
10000 |
10000000 |
2 |
20 |
3 |
0 |
88 |
0.04 |
2.15 |
9.30 |
6671 |
166667 |
3 |
30 |
10 |
0 |
84.6 |
0.09 |
3.23 |
9.29 |
3013 |
33333 |
4 |
50 |
23 |
0 |
76.5 |
0.23 |
5.6 |
8.93 |
2236 |
9452 |
5 |
80 |
32 |
1 |
62.9 |
0.46 |
9.2 |
8.70 |
2808 |
5435 |
6 |
100 |
39 |
1.5 |
56.3 |
0.55 |
11.75 |
8.51 |
3082 |
4662 |
7 |
150 |
62.5 |
3.8 |
52.3 |
0.61 |
17.5 |
8.57 |
3033 |
3934 |
8 |
190 |
100 |
5.9 |
54.7 |
0.58 |
22.7 |
8.37 |
2328 |
3276 |
9 |
220 |
148 |
7 |
59 |
0.52 |
26.05 |
8.45 |
1734 |
2859 |
10 |
250 |
190 |
9.8 |
61.1 |
0.48 |
29.5 |
8.47 |
1503 |
2741 |
Przekładnia transformatora υ = 8.45 dla napięcia znamionowego.
Obliczenia:
; [Ω];
Charakterystyki I10=f(U10), P10=f(U10) oraz cosϕ =f(U10) transformatora.
2. Badanietransformatora w stanie zwarcia.
Schemat ideowy obwodu do badania transformatora w stanie jałowym
Tabela pomiarowa dla stanu zwarcia transformatora. |
|||||||||||||
|
Pomiary |
Obliczenia |
|||||||||||
Lp. |
U1Z |
I1Z |
PWE |
ϕ |
I2Z |
cosϕ |
cosϕ |
RZ |
XZ |
R1 |
R2 |
X1 |
X2 |
|
[V] |
[A] |
[W] |
[°] |
[mA] |
|
|
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
[Ω] |
1 |
29.5 |
0.68 |
15 |
38 |
5.8 |
0.78 |
0.75 |
33.8 |
27.2 |
16.9 |
0.24 |
13.6 |
0.19 |
Obliczenia:
; [Ω];
[Ω]; [Ω];
[Ω]; [Ω];
[Ω];
3. Badanie transformatora w stanie obciążenia.
Schemat ideowy do badania transformatora w stanie obciążenia.
Tabela pomiarowa dla stanu obciążenia transformatora. |
||||||||||
|
Pomiary |
Obliczenia |
||||||||
Lp. |
U1 |
I1 |
P1 |
U2 |
I2 |
P2 |
cos ϕ |
ϕ |
cos ϕ |
η |
|
[V] |
[A] |
[W] |
[V] |
[A] |
[W] |
|
[°] |
|
|
1 |
220 |
0.215 |
30 |
24.6 |
0.92 |
25 |
0.78 |
38 |
0.634 |
0.833 |
2 |
220 |
0.235 |
34.1 |
23.6 |
1.08 |
30 |
0.89 |
35.9 |
0.660 |
0.880 |
3 |
220 |
0.268 |
44.3 |
23 |
1.5 |
35 |
0.82 |
32 |
0.751 |
0.790 |
4 |
220 |
0.321 |
57.3 |
23 |
2 |
50 |
0.872 |
28.9 |
0.811 |
0.873 |
5 |
220 |
0.423 |
81 |
22.5 |
3 |
70 |
0.91 |
24.5 |
0.870 |
0.864 |
6 |
220 |
0.53 |
105 |
22 |
4 |
90 |
0.931 |
21 |
0.901 |
0.857 |
7 |
220 |
0.63 |
126 |
21 |
5 |
110 |
0.94 |
19.8 |
0.909 |
0.873 |
8 |
220 |
0.74 |
152.1 |
21 |
6 |
130 |
0.92 |
23 |
0.934 |
0.855 |
R1=16.9 [Ω];
R2=0.237 [Ω];
RFE=2859 [Ω];
X1=13.574 [Ω];
X2=0.19 [Ω];
Xμ=1743 [Ω];
υ =8.45
R2`=16.9 [Ω];
X2'=13.575 [Ω];
Z0`=285.61 [Ω];
Schemat zastępczy transformatora z dołączonym obciążeniem Z0=4 [Ω].
Charakterystyki I1=f(I2), U2=f(I2) oraz cosϕ =f(I2) transformatora.
Obliczenia wykresu wskazowego transformatora:
[Ω];
U1 = 220ej0 [V];
I1 = U1 / ZWE=0.743 - j0.174 [A];
E=U - (R1+jX1) *I1= 205.1 - j7.15 [V];
I2` = E / (R2`+Z0'+jX2`) = 0.675 - j0.054 [A]; ⇒ I2 = I2` * υ =5.72 [A] ;
IFE = E / RFE=0.0717 - j0.0025 [A];
Iμ = E / jXμ = -0.0041 - j0.1177 [A];
UR1 = R1*I1 =12.55 - j2.94 [V];
UX1 = jX1*I1 = 2.36 + j10.08 [V];
UX2` = jX2`*I2`= 0.733 +j9.16 [V];
UR2` = R2`*I2` = 11.42 - j0.913 [V];
U2` = Z0`*I2` = 192.79 - j15.42 [V]; ⇒ U2 = U2` / υ =22.89 [V] ;
Wykres wskazowy transformatora w stanie obciążenia.
Wnioski:
Pomiary przeprowadzone w różnych stanach pracy transformatora miały na celu sporządzenie jego schematu zastępczego. Przy stanie jałowym uzyskaliśmy RFE , Xμ oraz υ. Ponieważ dla różnych napięć zasilania powyższe parametry miały różne wartości, przyjęliśmy RFE , Xμ oraz υ przy napięciu znamionowym. Podobnie było w stanie obciążenia, kiedy to określaliśmy sprawność η transformatora. Dla stanu zwarcia wykonaliśmy jeden pomiar i wyliczyliśmy R1, R2, X1 oraz X2. Na podstawie schematu zastępczego transformatora obciążonego rezystorem wyliczyliśmy prądy i napięcia na poszczególnych elementach tego teoretycznego układu. Następnie narysowaliśmy wykres wektorowy prądów i napięć. Ponieważ napięcie U1 przyjęliśmy w fazie zerowej, nasz wykres wyszedł „położony na bok”. Okazało się także, że przyjęty ogólnie sposób modelowania teoretycznego transformatora jest wiarygodny. Moduł napięcia U2 na obciążeniu Z0 wyniósł U2=22.89 [V] przy prądzie I2=5.72 [A], co jest zbliżone do wartości zmierzonej w stanie obciążenia przy podobnym prądzie. Niska sprawność transformatora η=0.873 wynika zapewne z jego konstrukcji oraz materiałów, z których został wykonany rdzeń.
3
1