TRANSFORMATORUL ELECTRIC

TRANSFORMATORUL

ELECTRIC

1. INCERCARILE TRANSFORMATORULUI ELECTRIC MONOFAZAT

Scopul lucrarii.

determinarea caracteristicilor la mersul in gol: pierderi in fier, valoare efectiva curent primar, factor de putere functie de valoare efectiva tensiune primara;

vizualizarea influentei saturatiei si a pierderilor in miezul magnetic asupra formei de unda a curentului in primarul transformatorului monofazat;

calculul raportului de transformare;

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

Suport teoretic.

principiu de constructie si functionare ale transformatorului electric monofazat;

regimul de mers in gol al transformatorului electric monofazat;

influenta curbei de magnetizare si a pierderilor prin histerezis si prin curenti turbionari;

regimul de mers in scurtcircuit al transformatorului electric monofazat;

schema echivalenta in T a transformatorului electric monofazat, parametrii schemei echivalente, raportarea secundarului la primar.

Scheme de montaj si modul de lucru

1. Regimul de mers in gol

Pentru determinarea caracteristicilor la mersul in gol se realizeaza schema din figura 1. Din autotransformatorul AT se variaza tensiunea primara intre 0 si 1.2U_N si se masoara curentul primar - I₁₀, tensiunea secundara - U₂₀ si puterea absorbita de transformator - P₁₀. Masurand rezistenta primara R₁ se pot determina pierderile in fier cu :

(1)

Se calculeaza de asemenea factorul de putere cu:

(2)

si se completeaza tabelul 1. Se ridica apoi cu datele din tabel caracteristicile: P_Fe= f(U₁₀), I₁₀= f(U₁₀) si cosφ₀= f(U₁₀).

Tabelul 1.

Pentru tensiunea primara nominala se determina factorul de putere, raportul de transformare si parametrii schemei echivalente la mersul in gol cu:

(3)

Rezultatele se trec de asemenea in tabelul

Tabelul

Pentru fiecare valoare a tensiunii primare se vizualizeaza influenta saturatiei si a pierderilor in miezul magnetic (prin histerezis si curenti turbionari) asupra formei de unda a curentului in primar prin intermediul unui sistem de achizitii date. Se culege tensiunea pe primar, respectiv curentul de mers in gol, a caror forma de variatie se poate vizualiza pe ecranul monitorului unui calculator personal (PC).

Regimul de scurtcircuit

Se cupleaza, conform figurii 2, secundarul transformatorului in scurtcircuit si se alimenteaza primarul, pornind de la zero, cu tensiunea nominala de scurtcircuit (acea valoare redusa pentru care in primar se obtine valoarea nominala a curentului). Se masuroara tensiunea primara, curentul in primar si puterea absorbita din retea de catre transformator. Masuratorile se trec in tabelul 3.

Cu aceste valori se determina parametrii schemei echivalente, de mers in scurtcircuit, factorul de putere si componentele activa si reactiva ale tensiunii nominale de scurtcircuit utilizand relatiile:

(4)

Datele obtinute se trec in tabelul 3.

Tabelul 3.

3. Determinarea parametrilor schemei echivalente si a parametrilor transformatorului monofazat

Schemele echivalente la mersul in gol, respectiv in scurtcircuit sunt prezentate in figura 3. Din schema echivalenta a transformatorului monofazat la mersul in gol se poate scrie:

(5)

Din schema echivalenta a transformatorului monofazat la mersul in scurtcircuit se poate scrie:

(6)

Valoarea lui R₁ se poate determina prin masurare directa, rezultand pentru R_m expresia:

(7)

Rezistenta infasurarii secundare rezulta:

(8)

Reactantele de scapari se pot determina cu aproximatie:

(9)

Reactanta de magnetizare rezulta:

(10)

Cu parametrii schemei echivalente determinati se poate trece la calculul parametrilor transformatorului monofazat, si anume:

(11)

Rezultatele obtinute in urma calculelor se vor trece in tabelul 4.

Tabelul 4.

Interpretarea rezultatelor si concluzii

FUNCTIONAREA IN GOL SI CU SARCINǍ ECHILIBRATA A TRANSFORMATORULUI TRIFAZAT

Scopul lucrarii.

vizualizarea influentei saturatiei, a pierderilor in miezul magnetic si a nesimetriei circuitului magnetic asupra valorii si a formei de unda a curentului de mers in gol

determinarea experimentala a caracteristicii externe si a randamentului pentru sarcina trifazata echilibrata ohmica, inductiva si capacitiva.

Suport teoretic.

principiu de constructie si functionare ale transformatorului electric trifazat (conexiuni, circuit magnetic simetric/nesimetric)

regimul de mers in gol al transformatorului electric trifazat;

influenta saturatiei si a pierderilor prin histerezis si prin curenti turbionari asupra curentului de mers in gol al transformatorului trifazat;

influenta conexiunii asupra curentului de mers in gol al transformatorului trifazat;

sarcina trifazata echilibrata.

Scheme de montaj si modul de lucru

1. Functionarea la mers in gol a transformatorului trifazat

Pentru vizualizarea influentei saturatiei caracteristicii de magnetizare, a pierderilor in miezul magnetic (prin histerezis si curenti turbionari) si a nesimetriei circuitului magnetic asupra valorii si a formelor de unda ale curentilor in primarul transformatorului trifazat cu coloane se utilizeaza montajul din figura 1.6.

Primarul transformatorului se alimenteaza cu un sistem trifazat simetric de tensiuni, de la 0 pana la cca. 1 tensiunea nominala, lasand secundarul in gol. Prin intermediul unui sistem de achizitii date se culege tensiunea pe fiecare faza a primarului, respectiv curentul de mers in gol pe fiecare faza, ale caror forme de variatie se pot vizualiza pe ecranul monitorului unui calculator personal (PC).

Se fac masuratori pentru mai multe valori ale tensiunii pe primar. Rezultatele se trec in tabelul 1.5.

Se ridica I₁₀=f(U₁₀) si U₂₀=f(U₁₀) .

Tabelul 1.5.

Functionarea in sarcina trifazata echilibrata a transformatorului trifazat

Studiul functionǎrii in sarcinǎ echilibrata a unui trasformator trifazat presupune alimentarea primarului transformatorului la tensiune si frecventǎ nominale cu secundarul conectat succesiv pe o sarcinǎ echilibrata variabilǎ rezistivǎ, inductivǎ, respectiv capacitivǎ. Montajul experimental se prezintǎ in figura 1.7. Alimentarea se face prin intermediul unei truse de mǎsurǎ care permite mǎsurarea tensiunii, curentului si puterii in primar. Sarcina variabilǎ este si ea conectatǎ la secundarul transformatorului prin intermediul unei truse de mǎsurǎ, pentru mǎsurarea puterii pe secundar.

La tensiune si frecventǎ primare nominale se modificǎ treptat valoarea sarcinii rezistive (constituitǎ din becuri) panǎ la valoarea nominalǎ. Ca sarcinǎ inductivǎ variabilǎ se considerǎ o masinǎ de inductie cu rotor bobinat avand fazele statorului inseriate cu fazele rotorului, legatǎ in paralel cu sarcina rezistivǎ nominalǎ. Pentru a treia parte a lucrǎrii se conecteazǎ in paralel cu sarcina rezistivǎ nominalǎ o baterie de condensatoare. Sarcina capacitivǎ se modificǎ prin conectarea in paralel a unui numǎr variabil de condensatoare. Indicatiile celor douǎ truse de mǎsurǎ se trec in tabelul 1.6. Randamentul este dat de:

(1.12)

rezultatele fiind trecute in acelasi tabel.

Tabelul 1.6.

Interpretarea rezultatelor si concluzii