Выбрать трансформатор из таблицы приложения Г, согласно варианту, данные о трансформаторе занести в лабораторный журнал.
Рассчитать параметры трансформатора перед выполнением лабораторной работы для имитационной модели в пакете Simulink.
Базовыми значениями параметров трансформатора являются:
· расчетная полная мощность S, обозначенная как P[ВА];
· номинальная частота (Гц);
· действующее номинальное напряжение (В) соответствующей обмотки.
Для каждой обмотки относительные сопротивления и индуктивность определяются выражениями:
(5.34)
где
Расчет относительных параметров трансформатора осуществляется на основании паспортных данных (таблица А) завода изготовителя по выражениям:
(5.35)
(5.36)
(5.37)
(5.39)
(5.40)
(5.41)
При этом номинальный ток трансформатора следует определить из выражения:
(5.42)
Задать рассчитанные параметры в модель трансформатора, для этого:
Открыть библиотеку SimPowerSystems и раскрыть раздел Elements.
В раскрывшемся списке выбрать элемент Linear Transformer и перенести в поле модели (рисунок 5.9).
|
|
Рисунок 5.9 - элемент Linear Transformer
Двойным нажатием на элементе Linear Transformer раскрыть его свойства. В полях окна настройки параметров трансформатора последовательно задать:
· мощность трансформатора и частота (Pn, fn);
· действующее напряжение и относительные параметры схемы замещения первичной обмотки (V1(Vrms) R1(pu) L1(pu));
· действующее напряжение и относительные параметры схемы замещения вторичных обмоток (V2(Vrms) R2(pu) L2(pu));
· относительные параметры ветви намагничивания (Rm(pu) Lm(pu));
· переменные состояния трансформатора, которые измеряются блоком Multimeter.
Поскольку блок Multimeter не используется, то в поле Measurement из выпадающего меню выбирать опцию None.
Пример задания параметров трансформатора представлен на рисунке 5.10.
Выполнить опыт холостого хода трансформатора
Собрать схему представленную на рисунке 4.11, для этого:
Присоединить источник переменного напряжения к первичной обмотке трансформатора, обозначенной цифрой «1».
Подключить блоки для измерения мгновенного тока и напряжения к первичной обмотке трансформатора.
Выходы блок измерения тока и напряжения подключить к блоку вычисления действующего значения (RMS)
Выходы блоков вычисления действующего значения (RMS) соединить с блоками Display.
Завести сигналы мгновенных значений тока и напряжения первичной обмотки трансформатора в блок измерения активной и реактивной мощности (P_Q_Power). Данный блок находится библиотеке SimPowerSystems в разделе Extra Library в разделе Measurements элемент Active&Reactive Power.
Подключить блок для измерения мгновенного напряжения к вторичной обмотке трансформатора, обозначенной цифрой «2».
|
|
Рисунок 5.10 - Пример задания параметров трансформатора
Рисунок 5.11 - Схема опыта холостого хода
В окне настройки параметров источника питания задается:
· амплитуда источника (В);
· начальная фаза в градусах;
· частота (Гц);
· образец времени (с);
· переменные, измеряемые блоком Multimeter.
Напряжение и частота источника должны соответствовать параметрам трансформатора. Опыт холостого трансформатора выполняется при номинальном напряжении трансформатора.
В полях окна настройки параметров нагрузки задаются R, L, С. Для исключения реактивных элементов индуктивность должна быть задана равной нулю, а емкость - бесконечности (inf). В окне настройки параметров измерителя мощности указывается частота, на которой измеряется активная и реактивная мощность. В полях окна настройки дисплея указывается формат представления числовых результатов, в поле Decimation (разбивка) задается число шагов вычисления, через которые значения выводятся на дисплей.
После проверки схемы преподавателем или лаборантом запустить модель на расчет.
Записать показания приборов в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Результаты эксперимента опыта холостого хода трансформатора
Измерено | Вычислено | |||||
n | ||||||
В | А | Вт | В | - | % | - |
Выполнить опыт короткого замыкания трансформатора, для этого:
Собрать схему представленную на рисунке 5.12, для этого:
Подключить блок для измерения мгновенного тока к вторичной обмотке трансформатора, обозначенной цифрой «2».
Рисунок 5.12 - Опыт короткого замыкания трансформатора
Плавно изменять напряжение, на источнике переменного напряжения AC, установить такую его величину, при которой токи в первичной и вторичной обмотках будут иметь номинальное значение. Записать показания приборов в таблице 5.2.
Таблица 5.2 - Опыт короткого замыкания трансформатора
Измерено | Вычислено | ||||
В | А | Вт | А | % | - |
Выполнить опыт работа трансформатора под нагрузкой
Собрать схему представленную на рисунке 5.13, для этого:
Соединить вторичную обмотку трансформатора с сопротивлением нагрузки R;
Подключить блок для измерения мгновенного тока и напряжения к вторичной обмотке трансформатора, обозначенной цифрой «2».
Изменять сопротивление нагрузки таким образом, чтобы ток вторичной обмотки трансформатора изменялся в диапазоне от 0 до , записать показания приборов в таблице 5.3. Нулевое значение тока нагрузки получить при разомкнутой цепи вторичной обмотки (холостой ход). Минимальное сопротивление нагрузки, необходимое для получения тока , рассчитать из номинальных данных трансформатора.
Рисунок 5.13 - Опыт работа трансформатора под нагрузкой
Таблица 5.3 - Исследование трансформатора под нагрузкой
№ | Измерено | Вычислено | ||||||
, В | , А | , Вт | , В | ,А | ||||
… | ||||||||