POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej Zakład Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej
Przedmiot: Laboratorium Elektrotechniki Ćwiczenie nr: 2 Temat: Badanie transformatora jednofazowego
Rok akademicki: 2014/2015 Kierunek: MiBM Studia: niestacjonarne Rok studiów: 2 Semestr: 3 Nr grupy: 3
Uwagi:

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z budową i działaniem transformatora jednofazowego. Przeprowadzenie pomiarów umożliwiających wykreślenie podstawowych charakterystyk, schematu zastępczego oraz określenie strat w transformatorze.

2. Parametry transformatora

S_N= 1500 [VA]

U_1N = 240 [V]

U_2N = 42 [V]

f = 50 [Hz]

Liczba zwojów:
-strona pierwotna - 654
-strona wtórna - 64

Wartości znamionowe prądów uzwojeń:

Przekładnia napięciowa transformatora:

$$\tau = \frac{U_{1N}}{U_{2N}} = \frac{220}{42} = 5,71$$

3. Wyniki pomiarów

Tabela 4.2. Wyniki pomiarów rezystancji i indukcyjności transformatora

Lp.	R1	L1	R2	L2
	Ω	H	Ω	H
1	0,38	192,5	0,06	7,32

Tabela 4.3. Wyniki pomiarów przekładni napięciowej transformatora

Lp.	U1	U2	ϑu	ϑuśr
	V	V	-	-
1	40	8	5	5
2	80	16	5	5
3	120	24	5	5
4	160	32	5	5
5	200	40	5	5
6	240	48	5	5

Transformator badaliśmy dla trzech różnych stanów: jałowego, zwarcia i obciążenia.

Tabela 4.4. Wyniki pomiarów transformatora w stanie jałowym

Lp.	U1	I0	P0	U20	cosϕ0	IFe	Iµ	ΔPFe	Xµ	Lµ	RFe
	V	A	W	V	-	A	A	W	Ω	H	Ω
1	40	0,06	5	8	2,08	0,13	-0,07	5	666,66	2,12	320
2	80	0,12	10	16	1,04	0,13	-0,01	10	666,66	2,12	640
3	120	0,19	15	24	0,66	0,12	0,15	14,99	631,58	2,01	960
4	160	0,32	20	32	0,39	0,12	0,3	19,96	500	1,59	1280
5	200	0,65	30	40	0,23	0,15	0,64	29,84	307,69	0,98	1333,33
6	220	0,95	35	44	0,17	0,16	0,94	34,66	231,58	0,74	1382,86

Tabela 4.6. Wyniki pomiarów transformatora w stanie zwarcia pomiarowego

Lp.	Uz	Iz	Pz	cosϕz	ΔPCu	Zz	Rz	Xz	Uz%
	V	A	W	-	W	Ω	Ω	Ω	%
1	7,5	7	45	0,86	45	0,93	0,08	0,93	3,4
2	5	5	25	1	25	1	1	0	2,3
3	3,5	3	15	1,43	15	0,83	1,28	-0,42	1,6
4	2	1	5	2,5	5	0,5	1,25	-0,75	0,9

Tabela 4.5. Wyniki pomiarów transformatora w stanie obciążenia

Lp.	U1	I1	P1	U2	I2=kiI2’	P2=kiP2’	cosϕ1	η
	V	A	W	V	A	W	−	−
1	240	5,5	1200	42	28	1100	0,99	0,91
2	220	4,4	960	42	21	875	0,9	0,91
3	220	3,7	800	42	18	700	0,86	0,88
4	220	3,2	680	42	15	600	0,85	0,88
5	220	2,8	600	42	13	500	0,84	0,83
6	220	2,4	520	42	11	450	0,85	0,87
7	220	2,2	450	42	9	400	0,83	0,89
8	220	1,8	360	42	7	300	0,76	0,83
9	225	1	40	42	0	0	0	0

Schematy zastępcze transformatora:

Stan jałowy

Stan zwarcia

Stan obciążenia

Otrzymane wykresy:

Badanie przekładni napięciowej dla różnych wartości napięć za każdym razem skutkowało wartością równą 5 co oznacza że napięcie na stronie pierwotnej jest pięć razy większe niż napięcie na stronie wtórnej.

Ćwiczenie było wykonane dla 3 typów pracy transformatora. Przeprowadzona próba stanu jałowego miała na celu wyznaczenie wartości prądu magnesującego rdzeń. Na podstawie otrzymanych wyników możliwe jest obliczenie rezystancji reprezentującej straty w rdzeniu. Wraz ze zwiększaniem napięcia znacznie zwiększa się składowa bierna prądu I_μ.

Pomiary w stanie zwarcia transformatora doprowadziły do obliczenia wartości charakterystycznych dla tego stanu, prądu zwarciowego i impedancji zwarcia.

Praca w stanie obciążenia pozwoliła na wyznaczenie mocy wydzielanej na obciążeniu oraz sprawności transformatora. Zauważyć można zależność, że im bliżej warunków znamionowych tym sprawność jest wyższa.

Wykreślone charakterystyki ukazują że wraz ze wzrostem napięcia wszystkie parametry się zwiększają, natomiast cosinus zmniejsza się wykładniczo.