WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI AUTOMATYKI I ROBOTYKI	POLITECHNIKA OPOLSKA	DATA 17.03.2011
Trałka Jacek Wałaszek Tomasz Żurek Piotr	TRANSFORMATOR	OCENA :

1. Wstęp

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z podstawowymi stanami pracy transformatora z rdzeniem stalowym.

2. Budowa i zasada działania transformatora

Transformator jest urządzeniem, w którym następuje przekazywanie energii elektrycznej z jednego obwodu do drugiego za pośrednictwem pola elektromagnetycznego.

Transformator składa się z zamkniętego rdzenia wykonanego z blach stalowych oraz dwóch uzwojeń nawiniętych na rdzeniu.

Uzwojenia są odizolowane od siebie oraz od stalowego rdzenia. Uzwojeniem pierwotnym nazywamy uzwojenie do którego zazwyczaj jest dołączone źródło energii elektrycznej, a uzwojenie, do którego dołączony jest odbiornik - uzwojeniem wtórnym. Wielkości prądu, napięcia, mocy itp. odnoszące się do uzwojenia pierwotnego to wielkości pierwotne, zaś odnoszące się do uzwojenia wtórnego - wielkości wtórne.

Własności transformatora charakteryzuje się dla trzech stanów pracy:

• jałowego - uzwojenie pierwotne zasilane, uzwojenie wtórne otwarte,

• zwarcia - uzwojenie pierwotne zasilane, wtórne zwarte

• obciążenia - uzwojenie pierwotne zasilane, wtórne obciążone odbiornikiem.

Dane transformatora:

S = 60 VA

U_1N = 50 V I_1N = 1,2 A

U_2N = 12 V I_2N = 5 A

2. Transformator w stanie jałowym

Pomiary				Obliczenia
|U10|	|U20|	|I0|	P0	cosϕ0	|S|	I0%	∆PFe%	ϑ
V	V	mA	W	--	VA	%	%	--
6	1,4	13	0,05	0,64	0,078	1,08	0,08	4,28
12	2,7	22	0,2	0,76	0,264	1,83	0,33	4,44
18	4,1	32	0,45	0,78	0,576	2,67	0,75	4,39
24	5,5	41	0,825	0,84	0,984	3,42	1,38	4,36
30	6,5	50,5	1,3	0,86	1,52	4,2	2,17	4,62
36	8,3	60	1,85	0,86	2,16	5	3,08	4,34
42	9,7	70	2,5	0,85	2,94	5,8	4,17	4,33
50	11,6	83	3,525	0,85	4,15	6,9	5,88	4,31

W obliczeniach korzystano z następujących wzorów:

3. Transformator w stanie zwarcia

Pomiary				Obliczenia
|I1Z|	|I2Z|	|U1Z|	PZ	cosϕZ	|U1Z|	∆PCu%
A	A	V	W	--	%	%
1,2	5	13,5	15	0,22	27	25
1,06	4,5	12	12,25	0,23	24	20,4
0,94	4	10,7	9,75	0,23	21,4	16,25
0,82	3,5	9,4	7,5	0,23	18,8	12,5
0,71	3	8,1	5,5	0,23	16,2	9,2
0,6	2,5	6,8	3,75	0,22	13,6	6,25
0,47	2	5,4	2,5	0,23	10,8	4,17
0,36	1,5	4,2	1,25	0,2	8,4	2,08
0,24	1	2,8	0,5	0,18	5,6	0,83

W obliczeniach korzystano z następujących wzorów:

4. Transformator w stanie obciążenia

Pomiary					Obliczenia
|U1|	|I1|	P1	|U2|	|I2|	P2	η0	ηP
V	A	W	V	A	W	%	--
50	0,2	9,5	11,3	0,7	7,91	83,3
50	0,22	10,5	11,3	0,8	9,04	86,1
50	0,24	11,75	11,2	0,9	10,08	85,8
50	0,26	12,5	11,2	1	11,2	89,6
50	0,28	13,5	11,1	1,05	11,655	86,3
50	0,35	17	10,9	1,4	15,26	89,8
50	0,45	22,5	10,6	1,8	19,08	84,8
49	0,8	38,5	9,6	3,3	--	--	--

W obliczeniach korzystano z następujących wzorów:

5. Wnioski

Ćwiczenie umożliwiło zapoznanie się z budową transformatora i jego podstawowymi stanami pracy, sposobami połączeń, schematami. Ponadto dzięki pomiarom i późniejszym obliczeniom wyznaczyliśmy charakterystyki pracy urządzenia w stanie jałowym zwarcia oraz obciążenia .

W stanie jałowym, z charakterystyk zauważyć można, że wraz ze wzrostem napięcia U₁₀ rośnie moc P₀ oraz prąd I₀. Z tego można wywnioskować, że w transformatorze w stanie jałowym wraz ze wzrostem tych wartości rośnie także wartość strat mocy na transformatorze.

W stanie zwarcia transformatora z charakterystyki I_1Z(|U_1Z|) wnioskujemy że wraz ze wzrostem napięcia zasilania rośnie prąd płynący przez uzwojenie pierwotne transformatora. Na drugiej charakterystyce zauważamy wzrost mocy zwarcia.

W stanie obciążenia na pierwszych dwóch charakterystykach pokazana jest kolejno zależność napięcia U_2N i P_2N od I_2N . Z tych charakterystyk można wywnioskować, że wartość rezytancji obciążenia transformatora maleje, a co za tym idzie prąd I_2N rośnie. Z trzeciej charakterystyki można odczytać maksymalną wartość sprawności, która u nas wynosi dla prądu 1,4A 89,8%.

---