Transformatorul electricAnimații interactive pentru laborator – Mașini electrice

Parametri

Presetări:
Raport de transformare kT = N1/N2
U2 = U1·N2/N1
I2 = U2/R2
I1 = I2·N2/N1
Putere transferată P = U2·I2
Flux în miez Φm = U1/(4,44·f·N1)
Desen simbolic: pentru N > 24 numărul de spire desenate crește mai încet decât N. Punctele mobile arată sensul curentului, iar punctele din miez arată fluxul magnetic.
mărimi primare (intrare)mărimi secundare (ieșire)Fiecare rând are aceeași scară pe intrare și pe ieșire.

Ce urmărim

Tensiunile sunt proporționale cu numărul de spire, iar curenții sunt invers proporționali:

U1/U2 = N1/N2 = kT  ;  I1/I2 = N2/N1 = 1/kT

Încearcă: (1) scoate spire din secundar – U2 scade, iar curentul I2 scade o dată cu ea; (2) adaugă spire în secundar – transformatorul devine ridicător (N2 > N1), U2 crește și I1 crește față de I2; (3) scoate spire din primar la U1 constant – U2 crește, dar fluxul Φm crește și el, ceea ce în realitate duce la saturația miezului. Frecvența și forma undei nu se modifică, doar amplitudinile.

Încercarea la mers în gol (fig. 2.1)

Vedere constructivă

Secundar deschis: I20 = 0, deci curentul I10 doar magnetizează miezul și acoperă pierderile în fier.

Osciloscop

u1 [V]i10 (scară proprie)

Calcule în punctul curent

kT = U10/U20   pFe = P10 − R1·I102   R0 = P10/I102
Z0 = U10/I10   X0 = √(Z02 − R02)   cos φ0 = P10/(U10·I10)

Tabelul 2.2 – la tensiunea nominală U1N

Tabelul 2.1 – măsurători de laborator

Click pe un rând pentru a seta U10. R1 = 1,66 Ω (măsurată). Între puncte valorile sunt interpolate liniar.

Încercarea la mers în scurtcircuit (fig. 2.2)

Vedere constructivă

Z → 0, U2 = 0. Curenții din primar și secundar sunt mari, iar fluxul din miez este mic.

Osciloscop

u1i1 (în urma lui u1 cu φsc)−i′2

Triunghiul tensiunii de scurtcircuit

Tabelul 2.3 – mers în scurtcircuit (măsurători)

Rsc = Psc/I1N2   Zsc = U1sc/I1N   Xsc = √(Zsc2 − Rsc2)
cos φsc = Psc/(U1sc·I1N)   usca = I1NRsc/U1N·100   uscr = I1NXsc/U1N·100

Valori în punctul curent

Schemele echivalente (fig. 2.3) și parametrii (tabelul 2.4)

Calculat cu relațiile (2.3)–(2.7) din datele ambelor încercări, la U1N, f = 50 Hz.

Funcționarea în paralel a două transformatoare trifazate (fig. 2.5)

Schemă monofilară. Click pe întreruptoare (sau pe butoanele de mai jos) pentru a le acționa. Motivul pentru care se verifică U între bornele omoloage: la închiderea lui Qp se aplică ΔU pe impedanțele de scurtcircuit.

Comandă

  1. Verifică kT, grupa de conexiuni și usc (tabelul 2.5)
  2. Închide Q1 și Q2 (primarele sub tensiune)
  3. Citește voltmetrul V de la bornele omoloage: trebuie să indice 0
  4. Închide Qp (transformatoarele în paralel)
  5. Închide Q3 și variază sarcina

Scenarii

Parametrii transformatoarelor

Condițiile de cuplare în paralel

Verificarea kT și a grupei (fig. 2.4, tabelul 2.5)

Tα
Tβ
Bornele A și a sunt legate între ele. Triunghiul mare este tensiunea de linie primară (A, B, C), cel mic este secundara (a, b, c); se măsoară UAB, Uab, UBb.
kT = UAB/Uab  ;  γ = arccos[(UAB2 + Uab2 − UBb2)/(2·UAB·Uab)] / (π/6)

Caracteristici în funcționare în paralel

Liniile sunt modelul calculat (cu parametrii de mai sus). Punctele sunt măsurătorile din tabelul 2.6 (U2 = 380 V; I2α, I2β, I3).

Tabelul 2.6 – măsurători de laborator