LABORATORIUM ELEKTRYCZNE TRANSFORMATOR I (E – 11).pdf

(166 KB) Pobierz

E11

POLITECHNIKA L SKA

WYDZIAŁIN YNIERII RODOWISKA I ENERGETYKI

INSTYTUT MASZYN I URZ DZE ENERGETYCZNYCH

LABORATORIUM ELEKTRYCZNE

TRANSFORMATOR I

(E – 11)

Opracował: mgr in . Janusz M DRYCH

Zatwierdził: W.O.

1. Cel wiczenia.

Celem wiczenia jest analiza wła ciwo ci transformatora jako maszyny

elektrycznej w oparciu o jego charakterystyki stanu jałowego i stanu zwarcia, oraz

praktyczne wykonanie pomiarów tych charakterystyk.

2. Wprowadzenie.

Transformator jest statyczn maszyn elektryczn słu c do przetwarzania

(transformacji) energii elektrycznej. Celem przetwarzania jest podwy szanie

lub obni anie napi cia co powoduje zmniejszanie lub zwi kszanie nat enia

pr du. Przetwarzanie energii odbywa si za po rednictwem pola

magnetycznego.

2.1 Budowa.

Uproszczony schemat konstrukcyjny

2

transformatora przedstawia rys. 1. Na

1

3

ferromagnetycznym rdzeniu 2 nawini te

s dwa uzwojenia 1 i 3. Rdze

transformatora jest na ogół wykonany z

Rys.1. Schemat konstrukcji

cienkich, wzajemnie izolowanych blach

stalowych, uzwojenia z izolowanego drutu miedzianego. Wła ciwo ci

transformatora opisywane s dla nast puj cych stanów pracy: stanu jałowego,

obci enia, zwarcia. Straty mocy czynnej podczas pracy transformatora

wyst puj głównie w rdzeniu (na pr dy wirowe i histerez magnetyczn ) i

uzwojeniach (na ich rezystancji).

123050874.038.png

123050874.039.png

123050874.040.png

123050874.041.png

123050874.001.png

123050874.002.png

123050874.003.png

123050874.004.png

123050874.005.png

123050874.006.png

123050874.007.png

123050874.008.png

123050874.009.png

123050874.010.png

123050874.011.png

123050874.012.png

123050874.013.png

123050874.014.png

123050874.015.png

123050874.016.png

123050874.017.png

123050874.018.png

2.2 Stan jałowy transformatora jednofazowego.

Je eli uzwojenie pierwotne jest zasilane napi ciem U 1 a obwód wtórny

rozwarty (pr d I 2 =0) transformator znajduje si w stanie jałowym. Pr d

stanu jałowego I 1 =I 0

(kilka do kilkunastu % warto ci pr du znamionowego strony pierwotnej) płynie

przez uzwojenie pierwotne i wytwarza w rdzeniu strumie magnetyczny.

F

Analiz wła ciwo ci transfor-

I 1

I

matora wygodnie jest przepro-

U

1

F 1 r

F 2 r

U 2

Z

wadza w oparciu o schemat

zast pczy i wykres wektorowy

napi i pr dów. Schemat

Rys.2. Schemat transformatora

transformatora uwzgl dniaj cy

powstaj ce strumienie magnetyczne – główny i strumienie rozproszenia

przedstawiono na rys. 2. W stanie jałowym

I 1

=

I 0

R

S1

X

S1

strumie magnetyczny 2r = 0 (poniewa I 2 = 0).

Strumie powstaje wskutek przepływu I 0 i jest z

I Fe

I m

nim zgodny w fazie. Schemat zast pczy

U 1

R Fe

X m

transformatora w stanie jałowym (rys.3)

E 1

uwzgl dnia napi cia indukowane w uzwojeniu

pierwotnym przez strumie główny (E 1 ) i

rozproszenia 2r (E 1r ) oraz spadek napi cia na

Rys.3. Schemat zast pczy

dla stanu jałowego

rezystancji uzwojenia

U

1

=

R

s

I

0

+

jX

s

I

0

+

E

1

(1)

Wykres wektorowy przedstawiono na rys. 4.

Straty w rdzeniu reprezentuje sob rezystor R Fe, Reaktancja X jest zwi zana ze

strumieniem głównym.

2

123050874.019.png

123050874.020.png

123050874.021.png

123050874.022.png

123050874.023.png

123050874.024.png

123050874.025.png

123050874.026.png

123050874.027.png

123050874.028.png

123050874.029.png

123050874.030.png

I

0

=

I

Fe

+

I

m

jX 1 I 0

(2)

R

I

Moc pobierana przez transformator składa si ze strat w

U 1

1

0

rdzeniu (straty na histerez i na pr dy wirowe) oraz strat w

E

uzwojeniach

1

I

D

P

=

D

P

+

D

P

=

k

B

2

m

f

+

k

B

2

m

f

2

(3)

0

Fe

h

w

h

w

I

F

gdzie k h , k w , stałe współczynniki, B m amplituda indukcji

magnetycznej, f cz stotliwo napi cia zasilania.

Fe

I

m

Dla stałej cz stotliwo ci zasilania

D

P =

Fe

kU

2

1

(4)

D

P

Cu

=

I

2

1

R

1

+

I

2

2

R

2

(5)

Rys.4. Wykres wektorowy

Poniewa I 2 = 0 oraz I 1 << I N P Cu 0 straty w stanie jałowym

stanu jałowego

P D

0

»

P

Fe

(6)

2.3 Stan obci enia transformatora jednofazowego.

Je eli transformator zostanie obci ony (doł czony odbiornik o impedancji

Z 0 ), w obwodzie wtórnym popłynie pr d I 2 . Bilans napi dla strony wtórnej :

E

2

=

R

s

2

I

2

+

jX

s

2

I

2

+

U

2

(7)

I 1

R

S1

X

S1

X

S2

R

S2

I 2

Równania (1) i (7) opisuj obwód

na rys. 5. Uproszczenie oblicze

U 1

E 1

E 2

U 2

Z 0

mo na uzyska zakładaj c

równo napi E 1 i E ’ 2 , gdzie E ’ 2 –

Rys.5. Schemat zast pczy dla stanu obci enia

napi cie strony wtórnej sprowadzone na stron pierwotn .

E

'

2

=

E

2

u

gdzie u przekładnia transformatora

(8)

123050874.031.png

123050874.032.png

123050874.033.png

123050874.034.png

123050874.035.png

123050874.036.png

123050874.037.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

berker_katalog(1).pdf (3160 KB)
przewody.rar (7318 KB)
Mikrokontrolery.Avr.W.Praktyce.-.Dolinski.rar (41163 KB)
instalacje na terenach wiejskich.pdf (2971 KB)
Zasada działania laserów.pdf (988 KB)

Inne foldery tego chomika:

mechanika

Zgłoś jeśli naruszono regulamin