Politechnika Wrocławska Wydział Górniczny

Instytut Górnictwa Rok IV GO

Sprawozdanie nr 1 .

Laboratorium z przedmiotu Automatyka .

TEMAT : Badanie transformatora jednofazowego .

Wykonali :

Anna Władaczyńska Anita Zielińska

Marek Kaśków

Rok akademicki 1995/96

Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest poznanie budowy i zasady działania transforma-tora oraz pomiarowe wyznaczenie jego podstawowych parametrów i charakterystyk .

Program ćwiczenia obejmuje :

1. Pomiar parametrów w stanie jałowym .

2. Pomiar parametrów w stanie obciążenia .

3. Pomiar parametrów w stanie zwarcia .

I . Pomiar parametrów transformatora w stanie jałowym .

1. Pomiar rezystancji uzwojeń transformatora za pomocą mostka Wheatson'a

R₁ = 11 Ω - uzwojenie pierwotne

2. Przy zamkniętym wyłączniku W1 i otwartym wyłączniku W2 zwiększać za pomocą autotransformatora napięcie U1 , aż do osiągnięcia wartości 1,1*Un .

Dokonano pomiarów prądu biegu jałowego I_o , napięcia U₂ i strat mocy w transformatorze dla różnych wartości napięcia U₁ . Wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli nr 1 .

Przy wykonywaniu obliczeń korzystano ze wzorów :

I_Fe = ΔP_Fe / U₁

Δ P_Fe = P_o - ( I_o² * R₁)

R_Fe = U₁ / I_Fe

X_μ = U₁ / I_μ

I_μ = √ I_o² - I_Fe²

K = U₁ / U₂

cos ϕ_o = I_Fe / I_o

Tabela nr 1 .

Lp	U1	Io	Po	ΔPFe	Iμ	IFe	cos ϕo	K	RFe	Xμ
	V	A	W	W	A	A	-	-	Ω	Ω
1	150	0.15	78	6.25	0.144	0.040	0.266	1.923	3748	1037.6
2	160	0.2	83	7.5	0.195	0.044	0.220	1.927	3626	820.2
3	170	0.27	89	8.75	0.266	0.046	0.173	1.910	3636	639.2
4	180	0.43	93	10	0.427	0.044	0.102	1.935	4067	420.8
5	190	0.47	98	12.5	0.474	0.052	0.110	1.938	3612	400.3
6	200	0.64	104	15	0.637	0.052	0.081	1.923	3811	313.5
7	208	0.78	108	17.5	0.778	0.051	0.066	1.925	4003	267.2
8	212	0.85	110	18.75	0.848	0.050	0.059	1.927	4160	249.8
9	220	1.01	114	21.25	1.008	0.045	0.045	1.929	4826	218
10	228	1.21	119	25	1.209	0.039	0.032	1.916	5844	188.5
11	240	1.5	124	30	1.499	0.021	0.014	1.935	10971	160

Na podstawie otrzymanych wyników pomiarów sporządzone zostały charakterystyki : P_o(U₁) , I_o(U₁) , cos ϕ_o(U₁) .

Wnioski :

Podczas regulacji napięcia zasilającego U₁ , zaobserwowaliśmy :

- podczas jego zwiększania natężenie prądu przy biegu jałowym I_o transformatora rośnie liniowo

- moc biegu jałowego P_o , rośnie proporcjonalnie wraz ze wzrostem napięcia

- straty mocy w rdzeniu transformatora ΔP_Fe , również wzrastają

- natomiast współczynnik przesunięcia kątowego cos ϕ_o , maleje .

II . Pomiar parametrów transformatora w stanie obciążenia .

1. Przy wyłączonym obciążeniu zamknąć wyłączniki W1 i W2 .

2. Stopniowo zwiększać napięcie zasilające U₁ aż do osiągnięcia wartości

znamionowej .

Wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli nr 2 .

Przy wykonywaniu obliczeń korzystano ze wzorów :

cos ϕ₁ = P₁ / ( U₁ * I₁ )

cos ϕ₂ = P₂ / ( U₂ * I₂ )

η = P₁ - Δ P/ P₁ = P₂ / P₁

Tabela nr 2 .

	U1	I1	P1	U2	I2	P2	cos ϕ1	cos ϕ2	η
	V	A	W	V	A	W	-	-	-
1	220	1.325	37.5	115	0.16	20	0.1286	1.0869	0.53
2	220	1.312	50	104	0.28	30	0.1732	1.0302	0.6
3	220	1.331	65	104	0.41	45	0.2219	1.0553	0.69
4	220	1.35	80	104	0.54	60	0.2693	1.0683	0.75
5	220	1.38	93.7	104	0.66	75	0.3086	1.0926	0.80
6	220	1.425	108.7	104	0.79	90	0.3467	1.0954	0.828

Wnioski :

Podczas zwiększania obciążenia transformatora , realizowanego poprzez załączanie kolejnych odbiorników (żaróweczek) , przy stałym napięciu zasilania , zaobserwowaliśmy :

- natężenie prądu na uzwojeniu pierwotny I₁ wzrasta ,

- moc na uzwojeniu pierwotnym P₁ i wtórnym P₂ , wzrastają ,

- napięcie na uzwojeniu wtórnym U₂ jest stałe ,

- natężenie prądu na uzwojeniu wtórnym I₂ , rośnie ,

- współczynnik przesunięcia kątowego na uzwojeniu pierwotnym

cos ϕ₁ , rośnie ,

- na uwojeniu wtórnym cos ϕ₂ , również wzrasta o niewielką wartość ,

- sprawność transformatora wzrasta .

III . Pomiar parametrów transformatora w stanie zwarcia .

1. Przy wyłączonym obciążeniu strony wtórnej zewrzeć przez amperomierz

zaciski wtórne transformatora .

2 . W obwodzie pierwotnym dopasować zakres pomiarowy woltomierza do

pomiaru napięć o wartości do 30 V

3. Zwiększać powoli napięcie do wartości przy której prądy płynące w

uzwojeniach osiągną wartości znamionowe .

Tabela nr 3.

Lp	U1	Uz	I1	I2	K	Pz	cos ϕz	Zz	Rz	Xz	ez
	V	V	A	A	-	W	-				%
1	10	0	4.72	9.2		10			0.448

Wniosków z przeprowadzonego badania nie możemy jednoznacznie określić , gdyż z powodu braku czasu wykonany został zaledwie jeden pomiar.

W1

A

V

A

W

V

A a

I₂

W

I

U₂

W2

U₁

X x

---