Politechnika Wrocławska Wydział Górniczny
Instytut Górnictwa Rok IV GO
Sprawozdanie nr 1 .
Laboratorium z przedmiotu Automatyka .
TEMAT : Badanie transformatora jednofazowego .
Wykonali :
Anna Władaczyńska Anita Zielińska
Marek Kaśków
Rok akademicki 1995/96
Cel ćwiczenia :
Celem ćwiczenia jest poznanie budowy i zasady działania transforma-tora oraz pomiarowe wyznaczenie jego podstawowych parametrów i charakterystyk .
Program ćwiczenia obejmuje :
1. Pomiar parametrów w stanie jałowym .
2. Pomiar parametrów w stanie obciążenia .
3. Pomiar parametrów w stanie zwarcia .
I . Pomiar parametrów transformatora w stanie jałowym .
1. Pomiar rezystancji uzwojeń transformatora za pomocą mostka Wheatson'a
R1 = 11 Ω - uzwojenie pierwotne
2. Przy zamkniętym wyłączniku W1 i otwartym wyłączniku W2 zwiększać za pomocą autotransformatora napięcie U1 , aż do osiągnięcia wartości 1,1*Un .
Dokonano pomiarów prądu biegu jałowego Io , napięcia U2 i strat mocy w transformatorze dla różnych wartości napięcia U1 . Wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli nr 1 .
Przy wykonywaniu obliczeń korzystano ze wzorów :
IFe = ΔPFe / U1
Δ PFe = Po - ( Io2 * R1)
RFe = U1 / IFe
Xμ = U1 / Iμ
Iμ = √ Io2 - IFe2
K = U1 / U2
cos ϕo = IFe / Io
Tabela nr 1 .
Lp |
U1 |
Io |
Po |
ΔPFe |
Iμ |
IFe |
cos ϕo |
K |
RFe |
Xμ |
|
V |
A |
W |
W |
A |
A |
- |
- |
Ω |
Ω |
1 |
150 |
0.15 |
78 |
6.25 |
0.144 |
0.040 |
0.266 |
1.923 |
3748 |
1037.6 |
2 |
160 |
0.2 |
83 |
7.5 |
0.195 |
0.044 |
0.220 |
1.927 |
3626 |
820.2 |
3 |
170 |
0.27 |
89 |
8.75 |
0.266 |
0.046 |
0.173 |
1.910 |
3636 |
639.2 |
4 |
180 |
0.43 |
93 |
10 |
0.427 |
0.044 |
0.102 |
1.935 |
4067 |
420.8 |
5 |
190 |
0.47 |
98 |
12.5 |
0.474 |
0.052 |
0.110 |
1.938 |
3612 |
400.3 |
6 |
200 |
0.64 |
104 |
15 |
0.637 |
0.052 |
0.081 |
1.923 |
3811 |
313.5 |
7 |
208 |
0.78 |
108 |
17.5 |
0.778 |
0.051 |
0.066 |
1.925 |
4003 |
267.2 |
8 |
212 |
0.85 |
110 |
18.75 |
0.848 |
0.050 |
0.059 |
1.927 |
4160 |
249.8 |
9 |
220 |
1.01 |
114 |
21.25 |
1.008 |
0.045 |
0.045 |
1.929 |
4826 |
218 |
10 |
228 |
1.21 |
119 |
25 |
1.209 |
0.039 |
0.032 |
1.916 |
5844 |
188.5 |
11 |
240 |
1.5 |
124 |
30 |
1.499 |
0.021 |
0.014 |
1.935 |
10971 |
160 |
Na podstawie otrzymanych wyników pomiarów sporządzone zostały charakterystyki : Po(U1) , Io(U1) , cos ϕo(U1) .
Wnioski :
Podczas regulacji napięcia zasilającego U1 , zaobserwowaliśmy :
- podczas jego zwiększania natężenie prądu przy biegu jałowym Io transformatora rośnie liniowo
- moc biegu jałowego Po , rośnie proporcjonalnie wraz ze wzrostem napięcia
- straty mocy w rdzeniu transformatora ΔPFe , również wzrastają
- natomiast współczynnik przesunięcia kątowego cos ϕo , maleje .
II . Pomiar parametrów transformatora w stanie obciążenia .
1. Przy wyłączonym obciążeniu zamknąć wyłączniki W1 i W2 .
2. Stopniowo zwiększać napięcie zasilające U1 aż do osiągnięcia wartości
znamionowej .
Wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli nr 2 .
Przy wykonywaniu obliczeń korzystano ze wzorów :
cos ϕ1 = P1 / ( U1 * I1 )
cos ϕ2 = P2 / ( U2 * I2 )
η = P1 - Δ P/ P1 = P2 / P1
Tabela nr 2 .
|
U1 |
I1 |
P1 |
U2 |
I2 |
P2 |
cos ϕ1 |
cos ϕ2 |
η |
|
V |
A |
W |
V |
A |
W |
- |
- |
- |
1 |
220 |
1.325 |
37.5 |
115 |
0.16 |
20 |
0.1286 |
1.0869 |
0.53 |
2 |
220 |
1.312 |
50 |
104 |
0.28 |
30 |
0.1732 |
1.0302 |
0.6 |
3 |
220 |
1.331 |
65 |
104 |
0.41 |
45 |
0.2219 |
1.0553 |
0.69 |
4 |
220 |
1.35 |
80 |
104 |
0.54 |
60 |
0.2693 |
1.0683 |
0.75 |
5 |
220 |
1.38 |
93.7 |
104 |
0.66 |
75 |
0.3086 |
1.0926 |
0.80 |
6 |
220 |
1.425 |
108.7 |
104 |
0.79 |
90 |
0.3467 |
1.0954 |
0.828 |
Wnioski :
Podczas zwiększania obciążenia transformatora , realizowanego poprzez załączanie kolejnych odbiorników (żaróweczek) , przy stałym napięciu zasilania , zaobserwowaliśmy :
- natężenie prądu na uzwojeniu pierwotny I1 wzrasta ,
- moc na uzwojeniu pierwotnym P1 i wtórnym P2 , wzrastają ,
- napięcie na uzwojeniu wtórnym U2 jest stałe ,
- natężenie prądu na uzwojeniu wtórnym I2 , rośnie ,
- współczynnik przesunięcia kątowego na uzwojeniu pierwotnym
cos ϕ1 , rośnie ,
- na uwojeniu wtórnym cos ϕ2 , również wzrasta o niewielką wartość ,
- sprawność transformatora wzrasta .
III . Pomiar parametrów transformatora w stanie zwarcia .
1. Przy wyłączonym obciążeniu strony wtórnej zewrzeć przez amperomierz
zaciski wtórne transformatora .
2 . W obwodzie pierwotnym dopasować zakres pomiarowy woltomierza do
pomiaru napięć o wartości do 30 V
3. Zwiększać powoli napięcie do wartości przy której prądy płynące w
uzwojeniach osiągną wartości znamionowe .
Tabela nr 3.
Lp |
U1 |
Uz |
I1 |
I2 |
K |
Pz |
cos ϕz |
Zz |
Rz |
Xz |
ez |
|
V |
V |
A |
A |
- |
W |
- |
|
|
|
% |
1 |
10 |
0 |
4.72 |
9.2 |
|
10 |
|
|
0.448 |
|
|
Wniosków z przeprowadzonego badania nie możemy jednoznacznie określić , gdyż z powodu braku czasu wykonany został zaledwie jeden pomiar.
W1
A
V
A
W
V
A a
I2
W
I
U2
W2
U1
X x