![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Режим короткого замыкания. ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2
Режимом короткого замыкания трансформатора называется режим, при котором вторичная обмотка замкнута накоротко или на очень малое сопротивление. Короткое замыкание в условиях эксплуатации создаёт аварийное состояние, поскольку вторичный ток, а, следовательно, и первичный, увеличиваются в несколько десятков раз по сравнению с номинальными, что может вызвать разрушение трансформатора. Поэтому в цепях с трансформатором должна быть предусмотрена защита, которая при коротком замыкании автоматически отключает трансформатор. В лабораторных условиях можно провести испытательные опыты по короткому замыканию трансформатора. Для этого опыта на первичную обмотку подаётся очень маленькое (близкое к нулю) напряжение, а зажимы вторичной обмотки трансформатора замыкаются накоротко. Таким образом, в режиме короткого замыкания на трансформатор подаётся очень маленькая мощность. Посредством вольтметра, амперметра и ваттметра измеряются напряжение U 1кор, ток I 1кор и мощность Р 1кор, потребляемая трансформатором. При очень малом напряжении U 1, и малом токе первичной обмотки в сердечнике возбуждаются малые магнитные потоки Φ к з (основной магнитный поток сцепления уже сравним с магнитным потоком рассеяния, которым пренебрегали в рассматриваемых ранее электромагнитных процессах). Малость магнитных потоков приводит к тому, что потери в стали сердечника становятся близки к нулю (Р ст» 0). Вместе с тем при опыте короткого замыкания величины сил токов, а значит и потери в проводниках обмоток такие же, как и при нагрузке. На этом основании можно считать, что при опыте короткого замыкания вся мощность Р 1кор затрачивается на джоулевы потери в проводниках обмоток трансформатора: Р 1кор = I 12 r 1 + I 22· r 2. Иногда трансформатор представляют в виде упрощённой эквивалентной схемы, для которой используется понятие активного сопротивления. Активное сопротивление трансформатора или сопротивление короткого замыкания R КЗ определяется в режиме короткого замыкания как:
Опыт короткого замыкания служит также контрольным опытом для определения коэффициента трансформации. Так как в этом режиме суммарный магнитный поток в сердечнике очень мал, то в первом приближении намагничивающая сила в первичной цепи I 1· n 1 уравновешивается размагничивающим действием вторичного тока I 2· n 2: I 1· n 1 @ I 2· n 2. Следовательно:
Порядок выполнения работы.
1. Изучить схему (Рис. 46.2), стационарно собранную на лабораторном столе. 2. Провести опыт холостого хода трансформатора. Для этого: a. Проверить положение ключей К1 и К2 во вторичной цепи. Они должны быть разомкнуты. b. Установить напряжение U 1 = 120 В в первичной цепи с помощью ЛАТРа. c. Снять показания всех приборов и записать их в первую строку Таблицы 46.1. 3. Выполнить измерения в рабочем режиме трансформатора. Для этого: a. Замкнуть ключ К1 во вторичной цепи. b. Напряжение в первичной цепи U 1 = 120 В поддерживать постоянным в течение опыта. c. Изменять ток I 2 вторичной цепи от 1 до 10 A через 1 A, изменяя сопротивление нагрузки с помощью реостатов R 1 и R 2. d. Показания всех приборов свести в Таблицу 46.1. 4. Провести опыт короткого замыкания трансформатора. Для этого: a. Напряжение в первичной цепи установить равным 0 (U 1 = 0 В) b. Толькопослетого, как убедитесь, что вольтметр первичной цепи показывает 0, можно замкнуть ключи К1 и К2 во вторичной цепи. c. С помощью ЛАТРа постепенно увеличивая напряжение в первичной цепи последовательно установить значения тока I 2от 2 А до 10 А через 2 А. В Таблицу 46.2 занести показания амперметра и ваттметра (I 1 и P 1) в первичной цепи. d.. В Таблицу 46.2 занести показания амперметра и ваттметра (I 1 и P 1) в первичной цепи. Таблица 46.1.
Таблица 46.2. Режим короткого замыкания
Содержание отчёта
1. Таблицы наблюдений в режиме холостого хода, рабочем режиме и в режиме короткого замыкания. 2. Расчёт коэффициента трансформации К из данных Таблицы 46.1 по формуле (46.3). 3. Величину потерь мощности в стальном сердечнике трансформатора, определённую из Таблицы 46.1. 4. Расчет значений КПД трансформатора в зависимости от тока во вторичной обмотке h = 5. Вычисление значений cosj1 и cosj2 по формулам (46.7) и (46.9). Графики зависимости этих коэффициентов от мощности I 2. 6. Расчёт среднего значения активного сопротивления r из данных Таблицы 46.2 по формуле (46.10). 7. Расчёт среднего значения коэффициента трансформации К из данных Таблицы 46.2 по формуле (46.11). Сравнение полученного значения с коэффициентом, рассчитанным по формуле (46.3). 8. График зависимости потерь мощности в проводах обмоток от величины I 2 (P пр = f (I 2)) (по указанию преподавателя). 9. Из построенного графика (P пр = f (I 2)) найти то значение тока I 2, при котором P ст = P пр. Убедиться, что положение максимума КПД приходится на это значение тока.
Контрольные вопросы
1. Какой физический закон лежит в основе работы трансформатора? 2. Какие режимы работы трансформатора предлагается изучить в работе? 3. Что такое коэффициент мощности трансформатора? 4. В каком режиме можно определить коэффициент трансформации?
[1] Числа, записанные в этой строке таблицы, являются примером записи результатов.
|