��Rok akad.
LABORATORIUM 2011/2012
Rodzaj
ELEKTROTECHNIKI I
studi�w:
NAPD�W MT_SI
Temat wiczenia:
Transformator jednofazowy
SkBad sekcji: Kierunek: Kierunek:
1. Buchla Tomasz MiBM MTA
2. GubaBa Szymon Semestr: V Semestr:
3. Drozd MichaB Grupa:2 V
4. Zeman Dariusz Sekcja: Grupa:1
5. Stando Maciej Sekcja: 3
6. Prowda Adam
Prowadzcy: Prowadz
cy:
Data wykonania: Data oddania: Ocena: Podpis:
Wstp teoretyczny
Transformator jest urzdzeniem dziaBajcym na zasadzie indukcji elektromagetycznej,
sBu|cym do zmiany warto[ci napicia przemiennego przy zachowaniu nie zmienionej mocy.
Potrzeba zmiany warto[ci napicia wystpuje przede wszystkim w energetyce przy
przesyBaniu energii ze zr�deB zasilania do odbiornik�w, przy czym na drodze przesyBu zachodzi na
og�B konieczno[ kilkakrotnego podwy|szania i obni|ania napicia. Wynika ona z tego, |e
generatory w elektrowniach pracuj przy napiciach od 6 do 25 kV, linie przesyBowe buduje si na
napicia od 6 do 500kV, a odbiorcy bezpo[redni pracuj w zakresie napicia od 220 do 6000 V.
opr�cz zastosowaD energetycznych, w kt�rych posBugujemy si tzw. transformatorami mocy,
spotykamy si z konieczno[i stosowania transformator�w specjalnych. Nale| do nich
transformatory pomiarowe, zwane przekBadnikami napiciowymi i prdowymi, regulatory
indukcyjne, przes�wniki fazowe, transtformatory bezpieczeDstwa, transformatory spawalnicze i
prostownikowe, a tak|e r�|ne transformatory stosowane w Bczno[ci, telemechanice i automatyce.
Budowa transformatora jednofazowego
Zasada budowy ka|dego transformatora jest taka sama: musi on mie rdzeD
stanowicy obw�d magnetyczny oraz dwa obwody elektryczne: uzwojenie g�rne
i uzwojenie dolne.
Buduje si dwa rodzaje transformator�w jednofazowych r�|nice si ksztaBtem
obwodu magnetycznego (rdzenia).
S to: transformatory rdzeniowe (Rys. 1a) i transformatory pBaszczowe (Rys. 1b).
Cz[ci rdzenia, na kt�rych s umieszczone uzwojenia nazywamy kolumnami lub
sBupami, a cz[ci Bczce kolumny jarzmami. PrzestrzeD zawart midzy kolumna
a jarzmem nazywa si oknem W jednofazowym transformatorze rdzeniowym
(Rys. 1a) uzwojenie pierwotne i wt�rne s dzielone na poB�wki i umieszczone na obu
kolumnach, pola przekroj�w kolumn i jarzm s w�wczas jednakowe.
Rys. 1. Zasada budowy transformatora jednofazowego: a) rdzeniowego b) pBaszczowego
1 kolumny, 2 jarzma
Rdzenie transformator�w wykonuje si z blachy transformatorowej o grubo[ci
0,3 - 0,5mm. Blachy pokrywa si cienk warstw materiaBu izolacyjnego (np. papieru,
lakieru, szkBa wodnego) i skBada w pakiety. Izolacja midzy blachami ogranicza prdy
wirowe), a tym samym zapobiega nadmiernemu nagrzaniu rdzenia.
3. Strona g�rna i dolna transformatora
Strona pierwotna transformatora jest to uzwojenie, kt�re zasilamy ze zr�dBa.
Strona wt�rna transformatora jest to uzwojenie, do kt�rego podBczamy odbiornik.
Przyjto zasad, |e:
- Wszystkie wielko[ci odnoszce si do strony pierwotnej (zasilanej) zawsze s
oznaczane ze wskaznikiem 1 i nazywane wielko[ciami pierwotnymi, np: napicie
pierwotne U1, prd pierwotny I1, liczba zwoj�w uzwojenia pierwotnego N1 itd.
- Wszystkie wielko[ci odnoszce si do uzwojenia wt�rnego (odbiorczego) s
oznaczane ze wskaznikiem 2 i nazywane wielko[ciami wt�rnymi, np: napicie
wt�rne U2, prd wt�rny I2, liczba zwoj�w uzwojenia wt�rnego N2 itd.
Je|eli napicie wt�rne jest wy|sze od pierwotnego, to taki transformator nazywamy
transformatorem podwy|szajcym. Je|eli napicie wt�rne jest ni|sze od pierwotnego,
to taki transformator nazywamy obni|ajcym.
Z tego wzgldu niezale|nie od okre[leD pierwotne i wt�rne stosuje si okre[lenia
g�rne i dolne. Uzwojenie wy|szego napicia nazywa si uzwojeniem g�rnym,
a wszystkie wielko[ci odnoszce si do tego uzwojenia nazywa si g�rnymi i oznacza
je ze wskaznikiem g, np.: napicie g�rne Ug, prd g�rny Ig, liczba zwoj�w uzwojenia
g�rnego Ng itd.
Uzwojenie ni|szego napicia nazywa si uzwojeniem dolnym, a wszystkie wielko[ci
odnoszce si do tego uzwojenia nazywa si dolnymi i oznacza je ze wskaznikiem d,
np.: napicie dolne Ud, prd dolny Id, liczba zwoj�w uzwojenia dolnego Nd itd.
Tak wic napicie pierwotne mo|e by napiciem g�rnym lub dolnym i odwrotnie.
Nie stosuje si jednocze[nie wskaznik�w pierwotne i wt�rne" oraz g�rne i dolne".
Zgodnie z og�lnie przyjtymi zasadami, literami du|ymi oznacza si warto[ci
skuteczne napi, prd�w i strumieni, a literami maBymi warto[ci chwilowe.
5. Analiza pracy transformatora
Transformator mo|e si znajdowa, w jednym z trzech charakterystycznych stan�w
pracy:
a. Stan jaBowy:
Stan jaBowy transformatora jest to taki stan, w kt�rym uzwojenie pierwotne jest
doBczone do zr�dBa prdu przemiennego, a uzwojenie wt�rne jest otwarte (Rys. 2).
Rys. 2. Transformator w stanie jaBowym
Transformator w stanie jaBowym nie jest obci|ony a wic nie oddaje |adnej mocy
(w uzwojeniu wt�rnym nie pBynie prd).
Rys. 3. Charakterystyka stanu jaBowego transformatora jednofazowego
b. Stan obci|enia:
Stan obci|enia transformatora to taki stan pracy, w kt�rym uzwojenie
pierwotne jest zasilane napiciem znamionowym, a w obw�d wt�rny jest wBczony
odbiornik.
Rys. 4. Transformator w stanie obci|enia
W stanie obci|enia transformatora mo|na wyznaczy jego charakterystyk
zewntrzn oraz charakterystyk sprawno[ci. Charakterystyk zewntrzn
transformatora nazywamy zale|no[ napicia na zaciskach uzwojenia wt�rnego U2 od
prdu wt�rnego I2 przy U1=U1zn=const, f=const, cos�2=const. PrzykBadowy przebieg
tych charakterystyk przedstawiono na (Rys. 5.3), z kt�rego wynika, |e przy wzro[cie
prdu I2, napicie U2 maleje, przy czym spadek napicia jest tym wikszy, im
mniejszy jest wsp�Bczynnik mocy odbiornika charakteru indukcyjnego. Dla odbiornika
o charakterze pojemno[ciowym, przy wzro[cie prdu I2 wystpiBby wzrost napicia
U2.
Rys. 4.1. Charakterystyki zewntrzne transformatora jednofazowego
Rys. 4.2. Charakterystyki sprawno[ci transformatora jednofazowego
Zmian napicia przy okre[lonym wsp�Bczynniku mocy i okre[lonym prdzie
obci|enia, nazywa si spadek napicia wt�rnego przy przej[ciu od stanu jaBowego do
okre[lonego obci|enia przy niezmienionym napiciu pierwotnym i staBej
czstotliwo[ci.
Sprawno[ transformatora mo|na r�wnie| wyznaczy tzw. metod strat
poszczeg�lnych. Moc czynna P1 pobierana przez uzwojenie pierwotne jest r�wna
sumie mocy czynnej P2, oddawanej przez uzwojenie wt�rne oraz stratom mocy;
w uzwojeniach �Pu (wyznaczonym w pr�bie zwarcia) oraz w rdzeniu �P0
(wyznaczonym w pr�bie stanu jaBowego).
Sprawno[ transformatora
Poniewa| moc strony wt�rnej
wobec tego sprawno[
Sprawno[ nowoczesnych transformator�w jest du|a i zwykle przekracza 97%,
w jednostkach wielkiej mocy dochodzi do 99%. PrzykBadowy przebieg krzywej
sprawno[ci przedstawiony jest na (Rys. 5.4). Krzywa sprawno[ci ma pewne
maksimum. Mo|na dowie[, |e maksimum to wystpi w�wczas, gdy straty
w uzwojeniach s r�wne stratom w rdzeniu, tzn. straty obci|eniowe r�wne stratom
jaBowym. Najcz[ciej maksimum zachodzi przy obci|eniach (40...60) %
znamionowego. Przy obci|eniu znamionowym, tzn. dla I2=I2zn, straty obci|eniowe
s kilkakrotnie wiksze od strat jaBowych.
c. Stan zwarcia:
Stanem zwarcia transformatora nazywamy taki stan, w kt�rym do uzwojenia
pierwotnego jest doprowadzone napicie zasilajce, a uzwojenie wt�rne jest zwarte.
Rys. 5. Transformator w stanie zwarcia: a) schemat ukBadu pomiarowego, b) charakterystyka
zwarcia
Pomiary i obliczenia
" dla stanu zwarcia
|U1| |I0| P0 cos�0 cos�0*|I0| sin�0*|I0|
Rz Xz
15 2 23 0,767 1,53 1,28 5,75 4,82
13 1,75 17,5 0,769 1,35 1,12 5,71 4,75
11 1,5 13 0,788 1,18 0,92 5,78 4,52
9,25 1,25 9 0,778 0,97 0,78 5,76 4,65
7,25 1 5,5 0,759 0,76 0,65 5,5 4,72
5,5 0,75 3 0,727 0,55 0,51 5,33 5,03
2,5
2
1,5
1
Io
0,5
0
15 13 11 9,25 7,25 5,5
|U1|
25
20
15
Po
10
5
0
15 13 11 9,25 7,25 5,5
|U1|
25
20
15
Io
10
5
0
15 13 11 9,25 7,25 5,5
| U1|
" dla stanu jaBowego
U1 I1 Pz Iu Rfe Iu Xu
240 0,190 11,2 0,04667 5142,86 0,18 1303,07
220 0,150 9,2 0,04182 5260,87 0,14 1527,22
200 0,110 7,2 0,03600 5555,56 0,1 1924,14
180 0,0850 5,9 0,03278 5491,53 0,08 2295,16
160 0,0675 4,4 0,02750 5818,18 0,06 2595,54
140 0,0525 3,6 0,02571 5444,44 0,05 3058,68
120 0,040 2,4 0,02000 6000 0,03 3464,1
0,200
0,150
0,100
Pz
0,050
0,000
240 220 200 180 160 140 120
I1
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
spr 5 1 8 transf bryl maleCharakterystyki transformatora jednofazowegoBadanie transformatora jednofazowego53Transformator jednofazowy2?danie transformatora jednofazowegoTransformator jednofazowy(1)Silik jednofazowy i transformatortransformator 54M Badanie prostownik w jednofazowych i uk éad w filtruj¦ůcychANOVA A Transformacja23 ROZ warunki i tryb postępowania w spr rozbiórek obiekkryształy spr 3 bez filtra MoInstructions on transferingwięcej podobnych podstron