1.Wprowadzenie.

Transformator jest urządzeniem służącym do przetwarzania energii elektrycznej prądu przemiennego z jednej wartości na inną wartość napięcia. Transformator zbudowany jest z: rdzenia ferromagnetycznego, oraz dwóch uzwojeń - uzwojenia pierwotnego i wtórnego. W celu zmniejszenia strat transformatora rdzeń wykonany jest z pakietu izolowanych blach stalowych. Uzwojenia umieszczone są na pionowych kolumnach rdzenia połączonych ze sobą jarzmem. Uzwojenie pierwotne N₁­ przyłączone jest do sieci zasilającej, zaś uzwojenie N₂ przyłączamy do odbiornika.

­

Schemat połączeń transformatora.

Stosunek sił elektromotorycznych nosi nazwę przekładni transformatora.

W transformatorze straty mocy dzielimy na:

• ΔP_Fe - straty mocy w rdzeniu (zjawisko histerezy i prądy wirowe)

• ΔP_Cu - straty mocy w uzwojeniu (straty Joule'a na rezystancji uzwojeń)

Transformator charakteryzuje się trzema stanami pracy: bieg jałowy, obciążenie (praca normalna) i zwarcie.

2.Przyrządy i urządzenia wykorzystane w ćwiczeniu:

• transformator jednofazowy TMa 1100VA ,R₁=0,82Ω, R₂=0,4Ω, U₁=220V, U₂=400-380-110 V, I_1N=5 A.

• watomierz nr 3811513/79; 2,5A - 170mΩ - 250μH; 5A - 48mΩ - 63μH

• watomierz nr 2107324/72; 1A - 820mΩ - 1550μH; 2A - 220mΩ - 400μH

• woltomierz nr 3051307/68; 7,5V - 100mA; 11,5 - 50mA

• woltomierz nr 1603074/83; 75V - 10 mA; 150 - 600V - 5 mA

• amperomierz nr 12154/85

I [A]	0,6	1,2	3	6	12	30
R[Ω]	320	140	32	12	44	165

3. Pomiary parametrów transformatora w stanie jałowym.

1. tabela 1 - pomiar parametrów transformatora w stanie jałowym

Lp.	U1	Io	U2	Po	ΔPfe	Iμ	Ife	cosϕ0	K	Rfe	Xμ
-	V	A	V	W	W	A	A	-	-	Ω	Ω
1	65	0,04	33	7,5	7,5	0	0,12	2,88	1,97	563,41	-
2	80	0,05	40	9	9	0	0,11	2,25	2,0	711,23	-
3	100	0,06	51	12	12	0	0,12	2,00	1,96	833,48	-
4	120	0,07	62	15	15	0	0,12	1,79	1,94	960,19	-
5	140	0,1	72	19	18,99	0	0,14	1,36	1,94	1031,9	-

Dane: Przykładowe obliczenia:

Napięcie znamionowe = 110 V I_fe = ΔP_fe / U₁ = 1/20= 0,05 A

Prąd znamionowy = 5 A ΔP_fe = P_o - I_o² * R₁ = 1 - (0,01)² * 0,6 = 1W

Moc znamionowa = 250 W R_fe = U₁ / I _fe = 20 / 0,05 = 400,02Ω

Rezystancja uzwojeń transformatora R₁ = 0,6 Ω X_μ = U₁ / I_μ = 120/ 0,03 = 3800,797Ω

I_μ =
=
= 0,03 A

K = U₁ / U₂ = 220 / 110 = 2

cos ϕ₀ = I_fe / I₀ = 0,11 / 0,88= 0.13

2. tabela 3 - pomiar parametrów transformatora w stanie zwarcia

Lp. -	UZ V	I1 A	I2 A	PZ W	cos ϕz -	ZZ Ω	RZ Ω	XZ Ω	eZ %
1	7,2	5	10	27,5	1	1,44	1,1	0,92	3,27
2	7,2	3	6,5	12,5	1	2,4	1,38	1,94	3,27
3	7,2	2,75	5,5	10	1	2,6	1,32	2,25	3,27
4	7,2	4	7,5	18,75	1	1,8	1,17	1,34	3,27
5	7,2	4	8,5	20	1	1,8	1,25	1,29	3,27

Przykładowe obliczenia:

Z_Z = U_Z / I₁ = 7,2/5 = 1,44 Ω

R_Z = P_Z / I₁² = 27,5/5² = 1,1 Ω

X_Z =
= 0,92 Ω

e_Z % = U_Z / U_1n * 100 % = 7,2/220 *100 = 3,27 %

E₂

E₁

Uzwojenie

wtórne

Uzwojenie

pierwotne

Z₁ Z₂

Jarzmo

Kolumna

W1

A

W

W

A

W2

U₂

U₁

V

V

Z_obc

---