Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Лабораторная работа №1

Тема: Исследование однофазного трансформатора.

Цель работы: Исследование однофазного трансформатора, нагруженного активным сопротивлением.

Указания к выполнению работы:

К выполнению лабораторной работы следует приступить после изучения разделов 2.2-2.7. В качестве дополнительной литературы рекомендуется воспользоваться [4, 5, 13].

Содержание работы:

1. Определение параметров схемы замещения при помощи опытов холостого хода и короткого замыкания.

2. Снятие нагрузочной и рабочих характеристик трансформатора.

Описание виртуальной лабораторной установки:

Виртуальная лабораторная установка представлена на рис. 6.1.1.

Модель содержит:

· Источник переменного напряжения из библиотеки Power System Blockset/Electrical Sources;

· Измерители напряжения и измерители тока , в первичной и вторичной цепях трансформатора из библиотеки System Blockset/Measurement;

· Исследуемый трансформатор (Linear Transformer) и нагрузку (R Load) из библиотеки System Blockset/Elements;

· Измерители активной и реактивной мощности в первичной и вторичной цепях трансформатора (, ; , ) из библиотеки System Blockset/Extras/ Measurement;

· Блок пользователя (Powergui), который измеряет значения , , , ;

· Блоки Display1, Display2 для количественного представления измеренных мощностей и блок Scope для наблюдения формы кривых тока и напряжения во вторичной цепи являются блоками главной библиотеки Simulink/Sinks.

Параметры трансформаторов для выполнения лабораторной работы приведены в таблице 6.1.1.

Таблица 6.1.1

Тип трансформатора	[кВА]	[Вт]	[Вт]	[Вт]	[Вт]
ТС-10/066 ТС-16/066 ТС-25/066 ТС-40/066 ТС-63/066 ТС-100/066 ТС-160/066		4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5			5,8 4,8 4,0 3,3 2,7 2,3

Ниже исследуется трансформатор типа ТС-100/066. Расчет параметров схемы замещения трансформатора осуществляется по выражения (2.18-2.21) или используя программу, представленную листингом 2.1.(гл.2).

Окно настройки параметров трансформатора показано на рис. 6.1.2.

В полях окна последовательно задаются:

· Мощность трансформатора и частота;

· Действующее напряжение и относительные параметры схемы замещения первичной обмотки;

· Действующее напряжение и относительные параметры схемы замещения вторичных обмоток;

· Относительные параметры ветви намагничивания;

· Переменные состояния трансформатора, которые измеряются блоком Multimeter.

Поскольку блок Multimeter не используется, то в поле Measurement из выпадающего меню выбрана опция None.

Окно настройки параметров источника питания показано на рис. 6.1.3.

В полях окна задаются:

· Амплитуда источника (В);

· Начальная фаза в градусах;

· Частота (Гц);

· Образец времени (с);

· Переменные, измеряемые блоком Multimeter.

Напряжение и частота источника должны соответствовать параметрам трансформатора.

Окно настройки параметров нагрузки показано на рис. 6.1.4. В полях окна задаются R, L, C параметры нагрузки. Для исключения реактивных элементов индуктивность должна быть задана равной нулю, а емкость – бесконечности(inf). В окне настройки параметров измерителя мощности (ри. 6.1.5.) указывается частота, на которой измеряется активная и реактивная мощность. Окно настройки дисплея показано на ри.6.1.6. В полях окна настройки указывается формат представления числовых результатов, в поле Decimation(разбивка) задается число шагов вычисления, через которое значения выводятся на дисплей.

Порядок выполнения работы:

Тип трансформатора для выполнения работы задается преподавателем. При самостоятельной работе эти данные можно взять из рис. 6.1.2.

Окно настройки параметров моделирования показано на рис. 6.1.7.

Определение параметров схемы замещения по п. 1 содержания работы и сравнение их с заданными в окне настройки (рис. 6.1.2) производятся при помощи методов холостого хода и короткого замыкания. При холостом ходе нагрузка отключена, трансформатор запитан номинальным напряжением. Действующие значения напряжений и токов трансформатора при холостом ходе определяются в окне блока Powergui (рис. 6.1.8).

Напомним, что активная мощность в режиме холостого хода равна потерям в сердечнике трансформатора.

Относительные параметры ветви намагничивания рассчитываются по выражениям (2.18-2.21) (программа, листинг 2.1).

Опыт короткого замыкания проводится при коротком замыкании во вторичной цепи. При этом напряжение источника питания должно быть равно напряжению короткого замыкания трансформатора, ( =29,7 В).

Напомним, что активная мощность в режиме короткого замыкания при первичном токе короткого замыкания равным номинальному, определяет потери в обмотках трансформатора. После проведения опытов и расчета параметров следует сравнить их с теми, которые были введены в окне параметров (рис. 6.1.2).

Снятие нагрузочной и рабочих характеристик трансформатора производится на модели (рис. 6.1.1) при изменении сопротивления нагрузки (0,2÷1,2) . При этом для каждого значения сопротивления нагрузки осуществляется моделирование. Номинальное сопротивление нагрузки рассчитывается по формуле:

Обозначения соответствуют таблице рис. 6.1.2. При проведении исследований заполняется таблица 6.1.2.

Таблица 6.1.2.

Нагр.	Измерения	Вычисления
[Ом]	[Вт]	[ВАр]	[В]	[А]	[Вт]	[Вар]	[В]	[А]	[град]	[град]

Вычисления производятся по формулам:

; =

По данным таблицы строится нагрузочная характеристика трансформатора и на отдельном рисунке - рабочие характеристики. Формы напряжения и тока на вторичной обмотке трансформатора, полученные с помощью осциллоскопа Scope представлены на рис. 6.1.9.

Содержание отчета:

1. Схема модели и описание виртуальных блоков.

2. Сравнительная таблица заданных и определенных из опытов холостого хода и короткого замыкания параметров трансформатора.

3. Нагрузочная характеристика трансформатора .

4. Рабочие характеристики трансформатора µ, , , .