Схема исследования однофазного силового трансформатора.

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по дисциплине: «Электромагнитные устройства и электрические машины»

140400, ОФО, 2000

Индекс

ОПД. ФО 4.1

Количество часов: 34 часа

г. Северодвинск

2004 год

Методические указания по дисциплине «Электротехника и основы электроники: электромагнитные устройства и электрические машины»

профессор Ищенко В.Ф.

Методические указания утверждены на заседании кафедры № 6

« 27 » апреля  2001г. протокол № 7

Зав. кафедрой № 6                           профессор Гальперин В.Е.

Методические указания введены в учебный процесс

«___» ___________ 200.__г

начальник УМО                                             Выборных Е Б.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Правила техники безопасности

при выполнении лабораторных работ.....................…………………………….. 3

2. Лабораторная работа № 1

Исследование однофазного силового трансформатора....……………………… 4

3. Лабораторная работа №2

Исследование сельсинов ...................................…………….…………………… 8

4. Лабораторная работа №3

Исследование ЭМУ поперечного поля……...................…….…………….…… 11

5. Лабораторная работа№4

Исследование синусно-косинусного поворотного трансформатора..……...… 17

6. Лабораторная работа №5

Исследование тахогенератора постоянного тока……................…………….… 22

7. Лабораторная работа №6

Исследование генератора постоянного тока

с независимым возбуждением ................................…………………………….. 25

8. Лабораторная работа №7

Исследование трехфазного асинхронного двигателя с

короткозамкнутым ротором методом холостого хода

и короткого замыкания ......................................………………………………… 31

9. Лабораторная работа №8

Снятие механических и скоростных характеристик

двигателя постоянного тока с независимым

возбуждением.........................……………………………………………………. 38

10. Лабораторная работа №9

Исследование асинхронного двигателя с фазным ротором .......…………….... 42

11. Лабораторная работа № 10

Исследование трехфазного синхронного генератора........…………………….. 47

12. Литература................…......……………………………………………….……… 54

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ В ЛАБОРАТОРИИ КАФЕДРЫ № 6

1. При сборке схемы нужно надежно зажимать проводники под клеммы для создания хороших контактов, необходимо следить за тем, чтобы изоляция проводников была не нарушена.

2. Не разрешается включать схему под напряжение до проверки ее руководителем. При всех изменениях в схеме следует предъявить ее для проверки преподавателю или лаборанту.

3. Перед включением схемы и во время работы следует проверять правильность установки движков реостатов, потенциометров, автотрансформаторов и для обеспечения минимального (или, во всяком случае, допустимого) тока и напряжения в цепи.

4. При проведении опытов на испытательной панели стенда, находящейся под напряжением, все переключения и регулировки должны производиться одним человеком и только одной рукой. Вторая рука должна быть свободной и не должна касаться аппаратуры стенда. Недопустимо прикасаться к лишенным изоляции элементам цепей, находящихся под напряжением,

5. При обнаружении любых повреждений или неисправностей электрического оборудования стенда, а также при появлении дыма, искрения, специфического запаха перегретой изоляции нужно немедленно обесточить стенд и сообщить об этом преподавателю или лаборанту.

6. В случае поражения человека электрическим током следует немедленно обесточить стенд, выключив его питание. Если отключение напряжения не может быть произведено быстро, нужно принять меры к отделению пострадавшего от частей оборудования находящего под напряжением. Для этого необходимо воспользоваться резиновыми перчатками, резиновым ковриком, а также такие подручные средства, как сухая одежда, сухие доски, и другие хорошие и сухие изоляторы.

7. При потере сознания и дыхания необходимо освободить пострадавшего от стесняющей одежды и делать искусственное дыхание до прибытия врача.

5. По окончании работы, после проверки полученных данных преподавателем, производится разборка схемы. После выключения сетевого напряжения разборка начинается с отключения проводов, подключенных к сети.

6. Привести в порядок рабочее место.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА.

Схема исследования однофазного силового трансформатора.

В данной лабораторной работе исследуется однофазный броневой трансформатор типа ОСВ-0,25. Трансформатор судовой, водозащищенный, мощность 0,25 кВт.

Схема исследования приведена на рис.1.1 и предусматривает проведение опыта холостого хода, а также снятие внешних характеристик исследуемого трансформатора при различных характерах нагрузки (активной и активно-индуктивной) .

В состав установки входят:

Т2 - исследуемый трансформатор;

Т1 - автотрансформатор для изменения подводимого напряжения;

RP1 - активная нагрузка во вторичной цепи трансформатора;

ТЗТ4 - регулируемая индуктивная нагрузка на базе силового трансформатора.

В схему входят измерительные приборы тока, напряжения, мощности, фазометр, переключатели режимов работы схемы и сигнальные лампы.

С помощью переключателя QF подается питание 220В на Т1, о чем сигнализирует лампа HL1 белого цвета Рукояткой Т1 можно регулировать подводимое напряжение к исследуемому трансформатору от U=0В до U=127В, что фиксируется показаниями вольтметра PV1.

Изменения режимов работы трансформатора определяются по изменению:

- тока в первичной обмотке РА1;

- напряжения, подводимого к первичной обмотке PV1;

- активной мощности PW ( );

- то же во вторичной обмотке с помощью РА2, PV2.

С помощью выключателя SA2 подключается нагрузка во вторичную обмотку. Активная нагрузка изменяется с помощью реостата RP1, а индуктивная нагрузка - с помощью сопротивления RP2 и подключения обмотки (А - X, А - X) под постоянное напряжение с помощью SA1, о чем сигнализирует лампа HL2 красного цвета.

Значение коэффициента мощности можно определить по показаниям фазометра f и переводной шкалы, приведенной на корпусе прибора.

Опыт холостого хода.

Опыт холостого хода является одним из основных опытов, проводимых для определения следующих характеристик трансформаторов:

- тока х.х. (намагничивания) при номинальном подводимом напряжении;

- активных потерь в стали на вихревые токи и на перемагничивание сердечника (гистерезис);

- соотношения напряжений и числа витков вторичной и первичной обмоток (коэффициент трансформации трансформатора).

Исходное положение установки: QF, SA отключены, рукоятку автотрансформатора Т1, расположенную справа внизу под полкой, вывести против часовой стрелки до отказа, реостат RP1 в крайнее левое положение, реостат RP2

- в крайнее левое положение.

Опыт проводится следующим образом: включением QF подвести питание к первичной обмотке Т2 через Т1 (напряжение измеряется PV1). Вращая движок Т1, довести первичное напряжение до U₁ = 127В, снимая 6-7 значений тока, напряжения, мощности в первичной цепи и напряжения во вторичной обмотке. Показания занести в таблицу 1.1. По данный таблицы 1.1 строятся зависимости тока намагничивания I₁₀ = f(U₁), мощности потерь Р₀ = f(U₁) и определяется коэффициент трансформации:

K=U₁₀/U₂

После проведения опыта схему привести в исходное положение.

3. Снятие внешних характеристик трансформатора.

Внешняя характеристика трансформатора определяет зависимость выходного напряжения от величины тока нагрузки:

U₂ = f(I₂) при U₁ = const, f = const, cosφ = const.

Характеристики снять для двух случаев:

1. При чисто активной нагрузке φ = 0, cosφ = 1.

2. При смешанной нагрузке φ = 20°, соsφ = 0.94.

3.1. Порядок снятия характеристики при соsφ = 1.

Значение напряжения, подводимого к исследуемому трансформатору, остается неизменным в течение всего опыта.

Убедившись, что RP1 полностью выведен, а переключатель нагрузки SA3 переведен в положение "акт", подключить напряжение переключателем QF к первичной обмотке трансформатора и включить SA2, при этом предел прибора РА1 переключить на 2 А.

Далее вращением рукоятки RP1 увеличивать нагрузку, изменяя ток 1з, определяя его значение по амперметру РА2. Одновременно фиксировать показания выходного напряжения PV2, тока РА1 и потребляемой модности PW. Снять 6-7 значений параметров через определенные промежутки и занести в таблицу 2.

Убедиться при проведении опыта в постоянстве подводимого напряжения и коэффициента мощности соsφ= 1.

3.2. Порядок снятия характеристики при соsφ = 0,94, φ= 20°

После приведения схемы в исходное состояние подать напряжение U₁=127В, включить переключатель SA3 в положение смешанной нагрузки, а также SА2 и SА1.

Величину нагрузки и её характер изменяем с помощью RP1 и RP2, что приводит к изменению как активной, так и индуктивной нагрузки. Индуктивная нагрузка регулируется с помощью тока подмагничивания обмоток трансформатора ТЗТ4. Снимая 5-6 значений тока во вторичной обмотке трансформатора, изменять ток I₂ до величины не более 4 А (I₂ £ 4 А). При этом cosφ = 0,94 поддерживать неизменным в течение опыта. С помощью реостата RP1 меняем ток, а реостатом RP2 поддерживаем угол φ = 20°.

Мощность, потребляемую нагрузкой спределяем по формуле:

Р2=U2I2cosφ

Показания приборов занести в таблицу 1.2, а по данным таблицы построить внешнюю характеристику.

Таблица 1.1

Таблица 1.2

Контрольные вопросы.

1. Как проводится опыт х.х. и к.з. и какие характеристики определяются с помощью этих опытов?

2. Почему при активной нагрузке внешняя характеристика "жесткая", а при индуктивной "мягкая"?

3. Объяснить работу трансформатора под нагрузкой.

Рис. 1.1

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ИССЛЕДОВАНИЕ СЕЛЬСИНОВ