Ćwiczenie. 6 BADANIE TRANSFORMATORA
STANOWISKO I. Badanie transformatora jednofazowego
Wykonanie ćwiczenia
Transformator jest dostosowany do zasilania od strony górnej (U1 = Ug), napięciem
znamionowym równym U1n = 230 V.
6.1 BADANIE TRANSFORMATORA W STANIE JAA
OWYM
AT A Tr a
A W
230 V~
V1 V2
X x
Przy załączaniu zasilania autotransformatora AT, jego suwak powinien być ustawiony
w pozycji 0 - z niżej wyjaśnionego powodu.
Jeżeli transformator jest włączany od razu na napięcie o wartości zbliżonej do wartości
znamionowej U1n , to w czasie kilku okresów zmian napięcia od chwili włączenia,
prąd chwilowy może osiągać bardzo duże wartości. Maksymalna wartość tego prądu
w pierwszym okresie zmian napięcia może przekraczać nawet kilkakrotnie prąd znamionowy
transformatora, co grozi uszkodzeniem amperomierzy i watomierzy włączonych w obwodzie
zasilania transformatora. Dlatego przed każdym włączeniem napięcia zasilającego
transformator, dobrze jest je obniżyć a następnie stopniowo zwiększać. Jeśli nie ma takiej
możliwości, to przed każdym włączeniem napięcia trzeba zwierać cewki amperomierzy
i cewki prądowe watomierzy. Uwaga ta dotyczy każdego włączenia transformatora do sieci.
Pomiary, potrzebne do wykreślenia charakterystyk stanu jałowego transformatora,
wykonujemy regulując napięcie pierwotne U1 (za pomocą autotransformatora AT) w zakresie
od 0 do 1, 2 napięcia znamionowego U1n.
Aby zmierzyć znamionowy prąd jałowy I0n i znamionowe straty jałowe P0n , zasila się
transformator napięciem znamionowym U1n (jeśli nie można ustawić dokładnie tej wartości,
to szukane parametry trzeba wyznaczyć z wykresów charakterystyk).
Tablica wyników pomiarów i obliczeń
Pomiary Obliczenia
Lp. U10 U20 I0 P0
Ń cosÕ0
V V A W  
U10 P0
Wzory do obliczeÅ„: Ń = ; cosÕ0 = .
U20 U10 Å"U0
1
6.2 BADANIE TRANSFORMATORA W STANIE OBCI
ŻENIA
AT A Tr a
A1 W A
A
230 V~
V1 V2 Robc
X x
Pomiary, potrzebne do wykreślenia charakterystyk obciążeniowych transformatora,
wykonujemy przy znamionowym napięciu pierwotnym U1n i przy obciążeniu rezystancyjnym
o prÄ…dzie I2 zmieniajÄ…cym siÄ™ w zakresie od 0 do 1, 2 prÄ…du znamionowego I2n
(dla utrzymania stałej wartości U1 przy zmianach prądu obciążania I2, trzeba
 podregulowywać" AT).
Tablica wyników pomiarów i obliczeń
Pomiary Obliczenia
Lp. I1 P1 U2 I2 P2
· cosÕ "u%
A W V A W   %
P2 P1 U20n -U2
Wzory do obliczeÅ„: P2 =U2 · I2; · = ; cosÕ = ; "u% = Å"100 .
P1 U1 Å" I1 U20n
6.3. BADANIE TRANSFORMATORA W STANIE ZWARCIA
Trbezp AT A Tr a
A W
230 V~ 50 V~
V1
X x
Zastosowanie transformatora bezpieczeństwa 230V/40V zapewnia zasilanie układu prądem
znamionowym I1n przy napięciu o wartości skutecznej rzędu kilkunastu procent napięcia
znamionowego U1n ; nie pozwala przy tym na przypadkowe przekroczenie tego zakresu,
zapewnia natomiast większą płynność regulacji napięcia zasilającego badany transformator.
Pomiary, potrzebne do wykreślenia charakterystyk zwarcia transformatora, rozpoczynamy
od ustawienia takiej wartości napięcia U1 , przy której prąd I1 ma wartość znamionową I1n
lub jej bliską, a następnie stopniowo obniżamy to napięcie.
Jeśli uda się ustawić dokładnie wartość prądu I1n w uzwojeniu pierwotnym, to mierzy się
od razu napięcie zwarcia U1zn, i znamionową moc zwarcia normalnego Pzn. Jeśli nie,
to szukane parametry trzeba wyznaczyć z wykresów charakterystyk zwarcia transformatora
(ale można też wyznaczyć je analitycznie, bowiem przy zwarciu prąd jest proporcjonalny
do napięcia, natomiast moc zwarcia jest proporcjonalna do kwadratu prądu).
2
Tablica wyników pomiarów i obliczeń
Pomiary Obliczenia
Lp. U1z I1z Pz cosÕz
V A W 
P
z
Wzór do obliczeÅ„: cosÕ = .
U1z Å" I
z
Opracowanie sprawozdania
1. WykreÅ›lamy charakterystyki stanu jaÅ‚owego: I0 ; P0 ; cos Õ0 = f ...(U10); wyznaczamy
z nich znamionowy prąd jałowy I0n i znamionowe straty jałowe P0n. Obliczamy wartości
parametrów gałęzi poprzecznej schematu zastępczego  ze wzorów:
U12 U1n
n
RFe E" ; X E" .
µ
P0n I0n
2. WykreÅ›lamy charakterystyki zwarcia normalnego: I1z ; Pz ; cosÕz = f ...(U1z); wyznaczamy
z nich napięcie zwarcia I1zn i znamionową moc zwarcia normalnego Pzn . Obliczamy wartości
parametrów gałęzi podłużnej schematu zastępczego oraz procentowych napięć zwarcia
 ze wzorów:
U1zn P Z Å" I1n R Å" I1n
2
zn z1 z1
Z E" ; R E" ; X E" Z - R2 ; "uZ % = Å"100 ; "uR% = Å"100 ;
z1
I1n z1 I12 z1 z1 z1 U1n U1n
n
X Å" I1n
z1
"uX % = Å"100 .
U1n
3. WykreÅ›lamy charakterystyki obciążeniowe I1; P1 ; P2, · ; cosÕ1 i "u% = f ...(I2);
wyznaczamy z nich wartoÅ›ci: ·n i "u%n (przy prÄ…dzie znamionowym I2n).
Porównujemy wyznaczonÄ… wartość ·n  z wartoÅ›ciÄ… obliczonÄ… ze wzoru
P2n
·n = ,
P2n + P0n + P
zn
oraz wyznaczoną wartość "u%n  z obliczoną wcześniej wartością "uR% (przy obciążeniu
rezystancyjnym są to w przybliżeniu równe liczby).
4. Przedstawiamy teoretycznie uzasadnienie otrzymanych przebiegów charakterystyk
i innych wyników.
3