TRANSFORMATORUL ELECTRIC

ndrumtor de laborator Maini electrice 1

2. TRANSFORMATORUL ELECTRIC2.1. NCERCRILE TRANSFORMATORULUI ELECTRIC MONOFAZATScopul lucrrii.

determinarea caracteristicilor la mersul n gol: pierderi n fier, valoare efectiv curent primar, factor de putere funcie de valoare efectiv tensiune primar;

vizualizarea influenei saturaiei i a pierderilor n miezul magnetic asupra formei de und a curentului n primarul transformatorului monofazat; calculul raportului de transformare;

determinarea parametrilor schemei echivalente, respectiv ai celor reali ai transformatorului.

Suport teoretic.

principiu de construcie i funcionare ale transformatorului electric monofazat;

regimul de mers n gol al transformatorului electric monofazat;

influena curbei de magnetizare i a pierderilor prin histerezis i prin cureni turbionari;

regimul de mers n scurtcircuit al transformatorului electric monofazat;

schema echivalent n T a transformatorului electric monofazat, parametrii schemei echivalente, raportarea secundarului la primar.

Scheme de montaj i modul de lucru1. Regimul de mers n gol Pentru determinarea caracteristicilor la mersul n gol se realizeaz schema din figura 2.1. Din autotransformatorul AT se variaz tensiunea primar ntre 0 i 1.2UN i se msoar curentul primar I10, tensiunea secundar U20 i puterea absorbit de transformator P10. Msurnd rezistena primar R1 se pot determina pierderile n fier cu :

(2.1)Se calculeaz de asemenea factorul de putere cu:

(2.2) si se completeaz tabelul 2.1. Se ridic apoi cu datele din tabel caracteristicile: PFe= f(U10), I10= f(U10) i cos0= f(U10).Tabelul 2.1.

U10[V]I10[A]P10[W]U20[V]PFe[W]cos0

Pentru tensiunea primar nominal se determin factorul de putere, raportul de transformare i parametrii schemei echivalente la mersul n gol cu:

(2.3)Rezultatele se trec de asemenea n tabelul 2.2.Tabelul 2.2.

U1N[V]I10[A]P10[W]Z0[]R0[]X0[]cos0ki0

Pentru fiecare valoare a tensiunii primare se vizualizeaz influena saturaiei i a pierderilor n miezul magnetic (prin histerezis i cureni turbionari) asupra formei de und a curentului n primar prin intermediul unui sistem de achiziii date. Se culege tensiunea pe primar, respectiv curentul de mers n gol, a cror form de variaie se poate vizualiza pe ecranul monitorului unui calculator personal (PC).2. Regimul de scurtcircuitSe cupleaz, conform figurii 2.2, secundarul transformatorului n scurtcircuit i se alimenteaz primarul, pornind de la zero, cu tensiunea nominal de scurtcircuit (acea valoare redus pentru care n primar se obine valoarea nominal a curentului). Se msuroar tensiunea primar, curentul n primar i puterea absorbit din reea de ctre transformator. Msurtorile se trec n tabelul 2.3.

Cu aceste valori se determin parametrii schemei echivalente, de mers n scurtcircuit, factorul de putere i componentele activ i reactiv ale tensiunii nominale de scurtcircuit utiliznd relaiile:

(2.4)Datele obinute se trec n tabelul 2.3.

Tabelul 2.3.

U1scN[V]I1N[A]PscN[W]Zsc[]Rsc[]Xsc[]cosscusca[%]uscr[%]

3. Determinarea parametrilor schemei echivalente i a parametrilor transformatorului monofazat

Schemele echivalente la mersul n gol, respectiv n scurtcircuit sunt prezentate n figura 2.3. Din schema echivalent a transformatorului monofazat la mersul n gol se poate scrie:

(2.5)

Din schema echivalent a transformatorului monofazat la mersul n scurtcircuit se poate scrie:

(2.6)

Valoarea lui R1 se poate determina prin msurare direct, rezultnd pentru Rm expresia:

(2.7)

Rezistena nfurrii secundare rezult:

(2.8)Reactanele de scpri se pot determina cu aproximaie:

(2.9)

Reactana de magnetizare rezult:

(2.10)

Cu parametrii schemei echivalente determinai se poate trece la calculul parametrilor transformatorului monofazat, i anume:

(2.11)

Rezultatele obinute n urma calculelor se vor trece n tabelul 2.4.Tabelul 2.4.

R1[(]R2[(]Rm[(]L1([H]L2([H]L11[H]L22[H]L12[H]

Interpretarea rezultatelor i concluzii2. FUNCIONAREA N GOL I CU SARCIN ECHILIBRAT A TRANSFORMATORULUI TRIFAZAT Scopul lucrrii.

vizualizarea influenei saturaiei, a pierderilor n miezul magnetic i a nesimetriei circuitului magnetic asupra valorii i a formei de und a curentului de mers n gol determinarea experimental a caracteristicii externe i a randamentului pentru sarcin trifazat echilibrat ohmic, inductiv i capacitiv.

Suport teoretic.

principiu de construcie i funcionare ale transformatorului electric trifazat (conexiuni, circuit magnetic simetric/nesimetric)

regimul de mers n gol al transformatorului electric trifazat;

influena saturaiei i a pierderilor prin histerezis i prin cureni turbionari asupra curentului de mers n gol al transformatorului trifazat; influena conexiunii asupra curentului de mers n gol al transformatorului trifazat;

sarcin trifazat echilibrat.

Scheme de montaj i modul de lucru1. Funcionarea la mers n gol a transformatorului trifazatPentru vizualizarea influenei saturaiei caracteristicii de magnetizare, a pierderilor n miezul magnetic (prin histerezis i cureni turbionari) i a nesimetriei circuitului magnetic asupra valorii i a formelor de und ale curenilor n primarul transformatorului trifazat cu coloane se utilizeaz montajul din figura 1.6.

Primarul transformatorului se alimenteaz cu un sistem trifazat simetric de tensiuni, de la 0 pn la cca. 1,2 tensiunea nominal, lsnd secundarul n gol. Prin intermediul unui sistem de achiziii date se culege tensiunea pe fiecare faz a primarului, respectiv curentul de mers n gol pe fiecare faz, ale cror forme de variaie se pot vizualiza pe ecranul monitorului unui calculator personal (PC).

Se fac msurtori pentru mai multe valori ale tensiunii pe primar. Rezultatele se trec n tabelul 1.5.Se ridic I10=f(U10) i U20=f(U10) .Tabelul 1.5.U10[V]I10[A]U20[V]

2. Funcionarea n sarcin trifazat echilibrat a transformatorului trifazatStudiul funcionrii n sarcin echilibrat a unui trasformator trifazat presupune alimentarea primarului transformatorului la tensiune i frecven nominale cu secundarul conectat succesiv pe o sarcin echilibrat variabil rezistiv, inductiv, respectiv capacitiv. Montajul experimental se prezint n figura 1.7. Alimentarea se face prin intermediul unei truse de msur care permite msurarea tensiunii, curentului i puterii n primar. Sarcina variabil este i ea conectat la secundarul transformatorului prin intermediul unei truse de msur, pentru msurarea puterii pe secundar.

La tensiune i frecven primare nominale se modific treptat valoarea sarcinii rezistive (constituit din becuri) pn la valoarea nominal. Ca sarcin inductiv variabil se consider o main de inducie cu rotor bobinat avnd fazele statorului nseriate cu fazele rotorului, legat n paralel cu sarcina rezistiv nominal. Pentru a treia parte a lucrrii se conecteaz n paralel cu sarcina rezistiv nominal o baterie de condensatoare. Sarcina capacitiv se modific prin conectarea n paralel a unui numr variabil de condensatoare. Indicaiile celor dou truse de msur se trec n tabelul 1.6. Randamentul este dat de:

(1.12)rezultatele fiind trecute n acelai tabel.Tabelul 1.6. U1[V]I1[A]P1[W]P2[W]Sarcina([%]

Sarcin rezistiv [(]

Sarcin inductiv [H]

Sarcin capacitiv[F]

Interpretarea rezultatelor i concluzii

ua0,b0.c0

iA,B,C

uA,B,C

PC

Sistem de achiziii date

U1

I10

Figura 1.6. Montaj experimental pentru funcionarea la mers n gol a unui transformator trifazat.

T

T

S

R

PC

Sistem achiziii date

(b)

(a)

Zsc

V2

I1N

U1scN

Z2=R2+jX2

W1

Z1=R1+jX1

A1

Figura 2.3. Scheme electrice echivalente ale transformatorului electric monofazat la la mersul n gol (a) i la scurcircuit (b).

AT

T

V1

Figura 2.1. Schema electric pentru ncercarea la mers n gol.

I01

V1

I01

U20

T

U1

AT

Figura 2.2. Schema electric de ncercare la mersul n scurtcircuit.

Zm=Rm+jXm

Z1=R1+jX1

A1

W1

Trus de msur

1

Trus de msur

2

Figura 1.7. Montaj experimental pentru studiul funcionrii n sarcin simetric a unui transformator trifazat.

R

S

T

Transformator trifazat n conexiune Yy

15

_1179637245.unknown

_1182849497.unknown

_1183185640.unknown

_1190009452.unknown

_1182848371.unknown

_1124642687.unknown

_1124645701.unknown

_1124692636.unknown

_1125299253.unknown

_1124645820.unknown

_1124645619.unknown

_1124629788.unknown