1. Spis przyrządów.

1. Transformator trójfazowy U₁=3*220V I₁=3,7A U₂=3*127V I₂= 5,9A

2. Regulator indukcyjny U₁=3*380V U₂=3*(0÷380)V

3. Woltomierz elektroniczny U_n=700V

4. Mostek Wheatstone'a

2. Program ćwiczenia.

1. Zapoznać się z transformatorem i jego danymi znamionowymi.

2. Pomiar oporności.

3. Pomiar przekładni.

4. Wyznaczanie charakterystyki pracy jałowej.

5. Wyznaczanie charakterystyki zwarcia transformatora.

6. Wyznaczanie charakterystyki zewnętrznej (stanu obciążenia) transformatora.

3. Opis techniczny.

1. Przepisać dane znamionowe z tabliczki transformatora:

Znamionowe napięcie fazowe U_f1

Znamionowe napięcie międzyprzewodowe przy połączeniu w gwiazdę U₁

Prąd znamionowy przy połączeniu w gwiazdę I_f1

Znamionowe napięcie fazowe U_f2

Znamionowe napięcie międzyprzewodowe przy połączeniu w gwiazdę U₂

Prąd znamionowy przy połączeniu w gwiazdę I_f2

2. Zmierzyć dokładnie oporność czynną każdego z uzwojeń transformatora. Pomiar oporności należy przeprowadzić mostkiem Wheastone'a. Wyniki pomiaru zanotować w tabeli 1.

3. Zmierzyć przekładnie transformatora metodą biegu jałowego dla dwóch przypadków:

• badany transformator podłączony w układzie gwiazda - gwiazda

• badany transformator podłączony w układzie gwiazda - trójkąt

Uzwojenie pierwotne podłączamy do źródła prądu zmiennego (schemat 1), natomiast uzwojenie wtórne łączymy w gwiazdę a następnie w trójkąt i mierzymy napięcia międzyfazowe po stronie napięcia górnego i dolnego.. Wielkość napięcia zasilającego może być równa lub mniejsza od napięcia znamionowego transformatora. Wartość ta nie może przekroczyć U_n transformatora. Wyniki pomiarów napięć notujemy w tabeli 2.

4. Zmieniając wielkość napięcia zasilającego od 0,3 do 1,3 U_n, dokonać pomiarów a następnie wykreślić charakterystyki: I_o; ΔP_o; cosϕ_o; I_o cosϕ_o = f(U). Łączymy układ 2 i dla 9 wartości napięcia mierzymy pobierany prąd i pobieraną moc. Do źródła można przyłączyć uzwojenie górne lub dolne, jednak w tym przypadku podłączamy uzwojenie górne. W tym układzie pomiar mocy odbywa się za pomocą dwóch watomierzy, jednak wraz ze zmianą napięcia zmienia się cosϕ i watomierz może wychylić się w lewo, wtedy trzeba bez wyłączania układu zamienić między sobą zaciski cewki napięciowej. Wyniki pomiarów i obliczeń notujemy w tabeli 2.

5. Zmieniając wielkość napięcia zasilającego transformator ze zwartym uzwojeniem wtórnym regulujemy prąd od o do 1,3 In, dokonać pomiarów, a następnie wykreślić charakterystyki: Iz; ΔP_z=f(U_z)

Łączymy układ 2 z tym, że zaciski strony wtórnej są zwarte grubym przewodem. Do zasilania podłączamy uzwojenie górnego napięcia. Transformator zasilany napięciem zmienianym od 0 do pewnej wartości, przy której natężenie prądu zwarcia osiągnie wartość 1,3In. Dla 9 wartości prądów odczytujemy wielkości napięcia i pobieraną moc. Odczyty i obliczenia notujemy w tabelce 3

6. Sporządzić charakterystykę zewnętrzną (stanu obciążenia) transformatora U₂=f(I₂)metodą bezpośrednią przy obciążeniu czynnym (cosϕ=1) i wykreślić zależność: I₁; U₂; η; cosϕ₁; ΔU = f(I₂)

Jako obciążenia i regulatora prądu używamy opornika wodnego. Zestawiamy układ przedstawiony na schemacie 3. Zmieniamy natężenie prądu po stronie wtórnej od 0 do 1,3I_2n dokonując 9 pomiarów. Odczyty mierników i obliczenia notujemy w tabelce 4. W czasie pomiaru należy zwracać uwagę aby napięcie źródła było stałe - równe znamionowemu (ewentualnie stosować regulację).

4. Schematy pomiarowe.

Schemat 1

Schemat 2

Schemat 3

5. Tabele

Tabela 1

To	K	Oporność uzwojeń górnego napięcia					Oporność uzwojeń dolnego napięcia					Oporność zwarcia
				Rgu	Rgv	Rgw	Rgśr	Rg75	Rdu	Rdv	Rdw	Rdśr	Rd75	Rzg75	Rzd75
20	1,216	1,63	1,67	1,75	1,68	2,04	1,37	1,36	1,39	1,37	1,66	7,02	7,78

To - temperatura otoczenia

K - współczynnik do przeliczania oporności na temp. 75'C

R_gśr - oporność średnia 1 fazy uzwojenia górnego napięcia w temperaturze t_o

R_g75 - średnia oporność 1 fazy uzwojenia górnego w temp. 75'C

Rzg75 - oporność zwarcia 1 fazy przeliczona na stronę napięcia górnego

Rzd75 - oporność zwarcia fazy 1 przeliczona na stronę napięcia dolnego

Tabela 2

Układ połączeń	UUV	Uuv	ϑ1	UVW	Uvw	ϑ2	UWU	Uwu	ϑ3	ϑ
		V	V	-	V	V	-	V	V	-	-
Gw./gw.	220	126	1,74	220	126	1,74	220	126	1,74	1,74
Gw./tr.	220	73	3,01	220	73	3,01	220	73	3,01	3,01

Przekładnia transformatora

ϑ - średnia wartość przekładni

Tabela 3

Lp.

Napięcie

Prąd

Pomiar mocy

Obliczenia

UUV

UVW

UWU

U

Il1

Il2

Il3

I

P1

P2

ΔPo

cosϕ

sinϕ

Iocosϕ

Io sinϕ

V

V

V

V

A

A

A

A

W

W

W

-

-

A

A

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Tabela 4

Lp.

Napięcie

Prąd

Pomiar mocy

UUV

UVW

UWU

U

Il1

Il2

Il3

I

P1

P2

ΔPz

V

V

V

V

A

A

A

A

W

W

W

1

2

3

4

5

6

7

8

9

6. Obliczenia.

U_f1=127V

U₁=220V

I_f1=3,7A

U_f2=73V

U₂=127V

I₂=5,9A

7. Wykresy.

Na podstawie danych z tabeli rysujemy charakterystykę

1. stanu jałowego

I_o=f(U)

ΔP_o=f(U) cosϕ_o

I_o cosϕ_o =f(U)

cosϕ_o = f(U)

I_osinϕ_o = f(U)

2. stanu zwarcia

Iz=f(Uz)

ΔPz=f(uz)

8. Wnioski.

Mając dane rezystancje uzwojeń możemy określić, które z uzwojeń jest górnego napięcia, a które dolnego. Uzwojenie górnego napięcia ma więcej zwojów i jest z cieńszego drutu, więc rezystancja tegu uzwojenia będzie większa od rezystancji uzwojenia dolnego napięcia. Pomiaru dokonujemy mostkiem Wheastone'a ponieważ rezystancja jest większa niż 1.

Przekładnia transformatora jest to stosunek napięć wejściowych do wyjściowych. Metoda pomiaru przekładni przy biegu jałowym jest dokładniejsza, ponieważ spadki napięć wywołane przez prąd płynący do woltomierzy i prąd biegu jałowego są bardzo małe, wobec tego można przyjąć, że U1=E1 i U2=E2. Wielkość napięcia zasilającego nie może być większa od znamionowego ponieważ pomiar był by niedokładny lub wręcz niemożliwy.

Przy wyznaczaniu charakterystyki przy biegu jałowym można zauważyć, że wielkość strat w żelazie zależy od indukcji, natomiast prąd biegu jałowego nie jest linią prostą,wartość ta zmienia się ze względu na namagnesowanie rdzenia.

Przy charakterystyce zwarcia można zauważyć, że straty w rdzeniu są równe w przybliżeniu stratom w miedzi. Dzieje się tak ponieważ napięcie doprowadzone jest niewielki w stosunku do napięcia zbamonowego

Transformator trójfazowy

---