 | Pobierz cały dokument Maszyny i urządzenia elektryczne cw 4.docx Rozmiar 639,4 KB |
Cel i zakres ćwiczenia: celem ćwiczenia było poznanie zasady działania transformatora oraz wyznaczenie jego charakterystyki w biegu jałowym oraz w stanie zwarcia.
Pomiar charakterystyk stanu jałowego: po podłączeniu układu, naszym zadaniem było mierzenie wartości przepływającego prądu w zależności od danego napięcia na źródle, oraz zmierzenie dolnego napięcia prądu.
Schemat stanowiska pomiarowego:
Tabela pomiarowa oraz przykłady obliczeń:
| strona górnego napięcia | moc | cos f | IFe | strona dolnego napięcia | q | qśr |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | U2 | Uśr | I2 | I2 | Iśr | a1 |
| V | V | V | A | A | A | dz |
| 200 | 204 | 202 | 0,27 | 0,26 | 0,27 | 2 |
| 250 | 250 | 250 | 0,38 | 0,36 | 0,37 | 1 |
| 300 | 300 | 300 | 0,58 | 0,56 | 0,57 | -6,5 |
| 350 | 344 | 347 | 0,96 | 0,89 | 0,93 | -10 |
| 380 | 372 | 376 | 1,37 | 1,28 | 1,33 | -19 |
| 400 | 400 | 400 | 1,85 | 1,7 | 1,78 | -28 |
| 420 | 420 | 420 | 2,55 | 2,3 | 2,43 | -41 |
Cw - stała watomierza = V∙A/100
IFe – prąd płynący w rdzeniu transformatora
cos f- współczynnik mocy
P0 = (α1+α2) • Cw = (2+11) • 5 = 65 W
$$\cos{\varphi = \frac{P_{0}}{\sqrt{3} \bullet U_{sr} \bullet I_{sr}}} = \frac{65}{\sqrt{3} \bullet 202 \bullet 0,27} = 0,701$$
$$\vartheta = \frac{U_{srednie - gorne}}{U_{srednie - dolne}} = \frac{202}{118,33} = 1,71$$
Pomiar charakterystyk stanu zwarcia: naszym zadaniem była modyfikacja wcześniejszego układu, tak by działał on w stanie zwarcia oraz pomiar natężenia płynącego prądu.
Schemat stanowiska pomiarowego:
Tabela pomiarowa oraz przykłady obliczeń:
| U1 | U2 | Uśr | I2 | I2 | Iśr | a1 | a2 | Cw | P0 | cos f | R1=R2` | X1=X2` | Zz |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| V | V | V | A | A | A | dz | dz | W/dz | W | - | Ω | Ω | Ω |
| 10 | 9,2 | 9,6 | 6,6 | 6,5 | 6,55 | 11 | 12 | 5 | 115 | 1,056 | 0,45 | 0,58 | 1,47 |
Zz – impedancja zwarcia transformatora
R1 – rezystancja
X1 – reaktancja
Uśr = Uzwarcia
$${\cos{\varphi = \frac{P_{0}}{\sqrt{3} \bullet U_{sr} \bullet I_{sr}}} = \frac{115}{\sqrt{3} \bullet 9,6 \bullet 6,55} = 1,056 \approx 1}{R_{1} = R_{2}^{'} = \frac{1}{2} \bullet \frac{P_{0}}{3 \bullet I_{sr}^{2}} = \frac{115}{6 \bullet \left( 6,55 \right)^{2}} = 0,45\mathrm{\Omega}}{X_{1} = X_{2}^{'} = \frac{1}{2}\sqrt{\left( \frac{U_{sr}}{I_{sr}} \right)^{2} - (2R_{1})} = \frac{1}{2}\sqrt{\left( \frac{9,6}{6,55} \right)^{2} - (2 \bullet 0,45)} = 0,58\mathrm{\Omega}}{R_{z} = R_{1} + R_{2}^{'} = 2 \bullet R_{1}}{X_{z} = X_{1} + X_{2}^{'} = 2 \bullet X_{1}}{Z_{z} = \sqrt{R_{z}^{2} + X_{z}^{2}} = \sqrt{\left( 2 \bullet 0,45 \right)^{2} + \left( 2 \bullet 0,58 \right)^{2}} = 1,47\mathrm{\Omega}}$$
Wnioski
Z wykresów można zauważyć, że charakterystyka P0=f(U) i I=f(U) wzrastają wykładniczo. Z kolei charakterystyka Ife=f(U) wzrasta liniowo i ma mniejsze wartości niż I. Charakterystyka współczynnika mocy maleje wraz ze wzrostem przyłożonego napięcia. Współczynnik ten zbliża się do zera, czyli odbiornik może przyjmować coraz mniej mocy ze źródła. Wykreślone zależności są podobne do wykresów dla stanu jałowego transformatora trójfazowego zawartymi w instrukcji do ćwiczenia.
Pomiar przekładni transformatora wykazał, że jest ona stała pomimo wzrostu napięcia a jej wartość wynosi 1,71. Z uwagi na tylko jeden pomiar w stanie zwarcia transformatora niemożliwym było wykreślenie charakterystyk dla stanu zwarcia.
| Pobierz cały dokument Maszyny i urządzenia elektryczne cw 4.docx |