Зависимость кпд трансформатора от нагрузки

. Для построения графика ή = f( β ) при сosφ2 = 1,0 и сosφ2 = 0,8 определяют КПД трансформатора для ряда значений коэффициента нагрузки β , равного 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 и 1,2, воспользовавшись для этого выражением

ή = Р2 1 = Р2 / ( Р2 + Р0 + β2 Рк ) (30)

или

ή = 1 - (Р0 ном + β2 Рк ном ) / (β Sном сosφ2 + Р0 ном + β2 Рк ном ) (32)

где Sном – номинальная мощность трансформатора, ВА.

 
  зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru

По результатам вычислений строят графики КПД (рис. 6).

Рис. 6

Максимальное значение КПД трансформатора соответствует нагрузке, при которой электрические потери трансформатора равны магнитным потерям. Коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному значению КПД вычисляется по формуле (28)

На оси абсцисс отмечают значение β и, проведя в этой точке ординату, определяют максимальные значения КПД. Эти значения можно получить по (31), подставив в это выражение β :

ήmax = 1 - Р0 ном / (0,5 Sном сosφ2 + Р0 ном) (32)

Порядок выполнения работы

5.1. На основании паспортных и вычисленных данных заполнить таблицу1

Таблица 1

Паспортные данные Вычислено и определено
Sном, ВА f, Гц U1ном, В U2ном, В I1ном, А I2ном, А i0, % Uкз, % ΔРст, Вт ΔРм, Вт
                   

Значения I1ном и I2ном рассчитываются по формуле I ном = зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru (они необходимы при проведении опыта КЗ), значения Uкз, ΔРст, и ΔРм вписываются в таблицу по результатам опытов.

зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru 5.2. Провести опыт ХХ.

зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru

а)

б)

Рис.7

Для этого в соответствии с принципиальной схемой рис.7а собрать электрическую цепь для проведения опыта по монтажной схеме рис.7б. Питание цепи осуществить от регулируемого источника однофазного напряжения. Измерения I10,.U10, P0, производить измерительным комплектом К505, а напряжение U20– цифровым вольтметром. Сделать не менее пяти замеров через приблизительно одинаковые интервалы тока холостого хода, изменяя подводимое к трансформатору напряжение от 0,5 U1ном до 1,15 U1ном . Показания измерительных приборов занести в табл. 2.

Таблица 2

№ п/п Измерения Вычисления
U10, В I10, А P0, Вт U20, В Zm, Ом Rm, Ом Xm, Ом i0, % cosφ0 K
                     

Расчеты вести по формулам 14-18.

Построить характеристики Zm, Rm, Xm, I10, P0, cosφ0 = f (U10)

5.3. Провести опыт короткого замыкания.

 
  зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru

Для этого в схеме опыта ХХ заменить вольтметр во вторичной обмотке на амперметр согласно схеме электрической принципиальной рис 8. Использовать амперметр с пределом измерения 1А на вертикальной части стенда. С помощью ЛАТРа повысить напряжение от 0 до значения, при котором ток в первичной обмотке достигнет номинального значения (I = I1ном).

Рис.8

Показания измерительных приборов занести в табл. 3.

Таблица 3

№ п/п Измерения Вычисления
U, В I, А I, А Pк, Вт Uк, % Zк, Ом Rк, Ом Xк, Ом cosφк R1, Ом X1, Ом
                       

Расчеты вести по формулам 21-24, 27.

Построить характеристики Zк, I1к, Pк, cosφк = f (U)

 
  зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru

5.4. Провести опыт нагрузки трансформатора, собрав схему по рис. 9

Рис.9

В качестве нагрузки к зажимам вторичной обмотки подключить резисторы с переменными и постоянными параметрами, суммарное сопротивление которых рассчитать с учетом того, что ток во вторичной обмотке должен изменяться от I2 = 0,1I2ном до I2 = (1,2…1,25)I2ном ; U1 = U1ном = const. При этом сosφ2 = 1. Изменяя нагрузочное сопротивление провести 5-6 измерений.

Для изменения сosφ2 в качестве нагрузки использовать катушку индуктивности (сosφ2 = 0,8).

Показания измерительных приборов занести в табл. 4.

Таблица 4

№ п/п Измерения Вычисления
U, В I1, А P1, Вт U2, В I2, А сosφ1 η P2, Вт ΔU2, % опыт ΔU2, % расчет β сosφ2
                         

Расчеты вести по формулам:

β = зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru ; η = зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru ; P2 = U2 I2 сosφ2 ;

опытное значение Δu2 % = (U20 – U2) *100/ U20

расчетное значение Δu2 % = β (uка% сosφ2 + uкр% sin φ2);

sin φ2 = зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru ; uка% = Rк Iк100 / U1ном; uкр% = зависимость кпд трансформатора от нагрузки - student2.ru = Xк Iк 100 / U1ном

Построить по этим данным внешние характеристики U2 = f (β) и зависимости η = f (β)

Наши рекомендации