SPRAWOZDANIE

ĆWICZENIE M3 - BADANIE TRANSFORMATORA

Pomiar parametrów transformatora w stanie jałowym

W stanie jałowym transformatora uzwojenie pierwotne włączone jest do sieci

zasilającej, natomiast uzwojenie wtórne pozostaje rozwarte, czyli prąd I2 = 0, prąd pierwotny

równy jest prądowi stanu jałowego I1 = I0 i jego wartość jest rzędu kilku procent prądu

znamionowego transformatora. Moc czynna pobierana przez transformator zużywana jest

głównie na pokrycie strat w stali, spowodowanych stratami mocy na histerezę i prądy wirowe.

Straty w miedzi uzwojenia pierwotnego są pomijalnie małe z powodu małej wartości

prądu jałowego, straty w żelazie zależne od wartości strumienia - czyli od kwadratu napięcia.

ΔP_Fe=kU₁² przy f = const

Rys.2. Schemat układu do badania transformatora w stanie jałowym; W - wyłącznik jednobiegunowy, At

- autotransformator, A - amperomierz, W - watomierz, V1, V2 - woltomierze, Tr - transformator

Zasililiśmy transformator napięciem U1 o regulowanej wartości i zmierzyliśmy I0, P0.

Wartość cosinusa dla stanu jałowego jest znacznie mniejsza niż dla stanu obciążenia - w badaniu zakres ten zwarł się pomiędzy 0,2 ~ 0,5. Przy wzroście napięcia wartość cosinusa maleje.

Prąd I1 jest sumą wektorową prądu związanego ze stratami mocy w rdzeniu i prądu na magnesowanie. Wraz ze wzrostem napięcia obie te składowe zwiększają swoje wartości. W analizowanym zakresie wykres ma przebieg zbliżony do liniowego, za sprawą małych zmian wartości cosϕ.

Wraz ze wzrostem napięcia U1 rośnie wartość mocy P1, która w stanie jałowym jest praktycznie pobierana na pokrycie strat w żelazie na ciepło i magnesowanie.

Napięcie wtórne i pierwotne w stanie jałowym transformatora jest zbliżone do sił elektromotorycznych pomiędzy zaciskami uzwojenia wtórnego i pierwotnego. Zależność pomiędzy U1 i U2 przedstawiona na wykresie ma charakter liniowy. Wraz ze wzrostem wartości napięcia U1 zwiększa się wartość napięcia U2.

Pomiar parametrów transformatora w stanie obciążenia

Stan obciążenia transformatora występuje, gdy do uzwojenia pierwotnego dołączymy

zasilanie, natomiast do uzwojenia wtórnego jest dołączony odbiornik energii elektrycznej.

Badanie transformatora w stanie obciążenia polega na tym, że transformator zasilany

z sieci obciążany w pełnym zakresie zmian tj., prąd zmieniamy od zera do wartości

znamionowej przy stałym cosφ2.

Rys.4. Schemat układu do badania transformatora pracującego w stanie obciżęnia; W - wyłącznik

jednobiegunowy, At - autotransformator, A1, A2 - amperomierze, W1 - watomierz, V1, V2 - woltomierz,

Tr - transformator, R - opornik obciążenia

Na wykresach mocy do prądu I2, zarówno P1 P2 rosną liniowo wraz ze zwiększaniem się wartości prądu na uzwojeniu wtórnym.

Współczynnik mocy cosɸ i sprawność transformatora ɳ rosną wraz ze wzrostem obciążenia. Tak samo zachowuje się prąd pobierany przez transformator po stronie pierwotnej - rośnie wraz ze wzrostem I2.

Jedynie napięcie U2 posiada tendencję do spadku wraz ze wzrostem napięcia I2.

Charakterystyki, które otrzymaliśmy są zbliżone do charakterystyk teoretycznych.

---