Руководство к лабораторным работам по теоретическим основам электротехники в программной среде Electronics Workbench. Часть 1. Пустынников С.В - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

27
РАБОТА 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУШНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Цель работы. Научиться экспериментально определять
параметры воздушного трансформатора и строить векторные
диаграммы для различных режимов его работы.
Пояснения к работе
Трансформатор предназначен для преобразования величин
переменных токов и напряжений при неизменной частоте. В
простейшем случае он представляет собою две неподвижные
индуктивно связанные катушки. Одна из катушек трансформатора, к
которой подводится питание, называется первичной, другая, к которой
присоединяется нагрузка – вторичной. Передача энергии из одной цепи
в другую происходит благодаря явлению взаимной индукции. Обычно
катушки помещаются на сердечник из ферромагнитного материала;
если же такого сердечника нет, то трансформатор называют
воздушным. Схема воздушного трансформатора представлена на
рис. 5.1.
При выбранных положительных направлениях токов уравнения
воздушного трансформатора имеют вид:
=ω−ω++
=ω−ω+
.0)(
,)(
1
22
2
2
1
2
11
1
IMjLjRIU
UMjILjRI
Здесь L
1
и L
2
– индуктивности катушек; R
1
и R
2
– их активные
сопротивления; М – взаимная индуктивность.
Этим уравнениям соответствует качественная векторная
диаграмма трансформатора при произвольной нагрузке (ϕ
Н
> 0),
представленная на рис. 5.2.
Если начать построения со контура cfdc и принять в нем
I
2
= I
2
, то
,,,
2222
2
IMjUIRUUeUU
hddffc
j
H
ω====
ϕ
затем
,
hddffcch
UUUU
−
−
−
=
тогда
(
)
,/
1
MjUI
ch
ω
−
=
далее
1
1
1
1
2
,, IRUILjUIMjU
abbeec
=
ω
=
ω
−
=
и, наконец,
.
1
be
ec
ac
UUUUU
+
+
=
=
28
В режиме холостого хода трансформатора (z
Н
= ∞ , I
2
= 0) его
уравнения упрощаются и приводятся к следующим формулам для
определения параметров первичной обмотки трансформатора:
,,
2
1
1
1
2
1
2
1
1
1
1
X
X
L
X
X
X
I
P
RXR
I
U
z =+==
22
1
RZLX
XL
−
=ω=
,
ω
=
L
X
L
.
Взаимная индуктивность:
X
X
I
U
M
1
2
ω
=
.
Если катушки, образующие воздушный трансформатор,
одинаковы, то R
2
= R
1
, L
2
= L
1
.
Коэффициент трансформации:
M
L
U
U
n
Х
T
1
2
1
≈≈
.
Схема электрической цепи
Питание цепи, схема которой показана на рис. 5.3, осуществляется
от источника синусоидального напряжения с ЭДС 200 В и частотой 50
Гц.

Страницы