Підготовка до виконання роботи
3.1. Ознайомтеся з розташуванням на панелі лабораторного стола затискачів вимикача QF джерела напруги (клеми А, В, С і N) та трансформатора (клеми А, Х, а та х). Перевірте дієздатність приєднувальних затискачів і запам’ятайте положення “Ввімкнено” і “Вимкнено” на вимикачі QF.
3.2. Виберіть необхідні для дослідів прилади, визначте їх тип, систему, номінали шкал, клас точності та встановіть їх відповідність вимогам, вказаним в описі установки. Заповніть таблицю приладів (табл. 7.1). Зверніть увагу на розміщення на панелі ватметра генераторних (позначені зірками) і навантажувальних затискачів І та U його обмоток.
Таблиця 7.1
Характеристика електровимірювальних приладів(приклад)
| Назва приладу | Марка | Система | Клас точності | Межа вимірювання | Ціна поділки | Заводський номер |
| Вольтметр | Э545 | Електромагнітна | 0,5 | 0-150-300 | 2 В/под. | №……. |
| Амперметр | Э539 | Електромагнітна | 0,5 | 0-0,5-1 | 0,005 А/под. | №……. |
| Амперметр | Э519 | Електромагнітна | 0,5 | 0-2,5-5 | 0,025 А/под. | №……. |
| Ватметр | Д535 | Електродинамічна | 0,2 | 0-75-150-300 В 0-2,5-5 А | 5 Вт/под. | №……. |
Хід виконання роботи
4.1. Дослід холостого ходу. Для проведення досліду при вимкненому вимикачі QF, складіть схему, показану на рис. 7.2. Для цього сполучіть за допомогою провідників:
- між собою затискач фази А джерела напруги та генераторні затискачі ватметра PW;
- затискач «І» ватметра - із клемою А трансформатора;
- затискач фази С джерела напруги — із затискачем «U» ватметра та, через амперметр РА (з малими межами струмів), із клемою Х трансформатора;
- клеми А та Х – із вольтметром РV1, а клеми а та х– із вольтметром РV2.
4.2. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть вимикач QF.
Зверніть увагу, що електрична енергія у трансформаторі передається від первинної обмотки до вторинної електромагнітним шляхом. Тому при вмиканні первинної обмотки до мережі змінного струму напругою U1, в обмотці протікатиме струм І1, який створює замкнений в осерді потік F1.
Якщо U1 і I1 синусоїдні, то, нехтуючи насиченням сталевого магнітопроводу, вважатимемо, що потік Ф також буде змінюватися за синусоїдним законом:
.
Цей потік зчеплений з обома обмотками та індукує в кожній з них зміну ЕРС: у первинній – ЕРС самоіндукції Е1, у вторинній – ЕРС взаємоіндукції Е2, діючі значення яких будуть:
;
,
де w1, w2 – кількість витків відповідно первинної та вторинної обмотки трансформатора; фm – амплітуда магнітного потоку, Вб.
Враховуючи, що wФm = 2pfФm = Em,, то, перейшовши від амплітудних значень до діючих –
,
одержимо рівняння трансформаторних ЕРС у вигляді:
,
.
тут ƒ- частота змінного струму мережі, Гц.
При замиканні вторинної обмотки трансформатора на навантаження zн в обмотках будуть діяти синусоїдні струми I1 та I2. При цьому навантаження буде знаходитися під напругою U2, значення якої визнається величиною ЕРС E2. Діючі значення напруг, струму та величину активної потужності, що споживається трансформатором визначають за показами вимірювальних приладів.
4.3. Запишіть покази амперметра РА, РV1, PW та РV2 у відповідні прографи таблиці 7.2 та вимкніть вимикач QF.
Таблиця 7.2
Результати досліду холостого ходу трансформатора
| Показання приладів | Дані розрахунку | ||||||||
| U1 | U20 | Іо | Ро | К | Io % | ||||
| C= В/под | C= В/под | C= A/под | C= Вт/под | ||||||
| под. | В | под. | В | под. | А | под. | Вт | - | % |
| NU | NU×Cu | NU | NU×Cu | NI | NI×CI | NW | NW×CW |
4.4. Дослід короткого замикання. Зауважимо, що дослід короткого замикання є стандартним дослідом випробовування електричних машин і апаратів, зокрема трансформатора і не має ніякого відношення до аварійного режиму – короткого замикання. При проведенні цього досліду вторинну обмотку трансформатора замикають на коротко, а до його первинної обмотки за допомогою дільника напруги ДН підводять таку напругу Uкз, при якій I1 = I1н. За таких умов у вторинній обмотці апарата буде діяти струм I2 = I2н. Формально це струм короткого замикання, але оскільки Uкз << U1н і, отже, Е2 << Е2н, його значення набагато менше від аварійного струму короткого замикання. Завдяки цьому дослід є безпечним.
Для проведення досліду при вимкненому вимикачі QF, складіть схему, показану на рис. 7.3. Для цього сполучіть з допомогою провідників:
- між собою затискач фази А джерела напруги та генераторні затискачі ватметра PW;
- затискач «І» ватметра із клемою А трансформатора;
- затискачі однофазного джерела низької напруги (36 В) – з нерухомими контактами Х1 та Х2 повзункового реостата RR, а його рухомий контакт X3 – із затискачем ”U” ватметра та через амперметр РА - з клемою Х трансформатора;
- клеми А та Х – із вольтметром РV, а клеми а та х– між собою.
- встановіть повзунок Х3 реостата RR у положення, при якому покази вольтметра дорівнюватимуть нулю (біля контакту Х1);
- виставте на ватметрі межі вимірювання: 75 В (напруга) і 2,5 А (струм).
4.5. Після перевірки схеми викладачем ввімкніть вимикач QF і, переміщуючи повзунок ПН, збільшіть підведену до первинної обмотки напругу так, щоб в первинній обмотці проходив її номінальний струм.
4.6. Запишіть покази приладів РА, РV та PW у відповідні прографи таблиці 7.3 та вимкніть вимикач QF.
Таблиця 7.3
Результати досліду короткого замикання вторинної обмотки трансформатора
| Покази приладів | Дані розрахунку | Примітка | ||||||||||||
| Uкз | Ікз | Ркз | rкз | Хкз | Zкз | Uкз% | Ua% | Up% | DU2% | |||||
| CU= B/под. | CI= А/под. | CW= Вт/под. | ||||||||||||
| под. | B | под. | А | под. | Вт | Ом | Ом | Ом | % | % | % | % | ||
| NU | NU×Cu | NI | NI×CI | NW | NW×CW | |||||||||
4.7. Покажіть результати дослідів викладачеві та з його дозволу розберіть схему установки.