Схемы замещения. Опыты холостого хода и короткого замыкания

Опыт холостого хода. Для выяснения соответствия действи­тельных значений тока холостого хода, потерь мощности в магнитопроводе и коэффициента трансформации расчетным данным вновь спроектированного и изготовленного трансформатора проводят опыт холостого хода.

Схема опыта холостого хода изображена на рис.1, схема замещения – на рис.2. В соответствии с паспортными данными

Рис.1 трансформатора устанавливают напряжение на первичной обмотке, равное номинальному значению, после чего записывают показания приборов. Амперметр измеряет ток холостого хода I10, ваттметр — потери мощности в трансформаторе ΔР₀ ≈ ΔР_ст. Отношение показаний вольтметров равно коэффициенту трансформации трансформатора n ≈ U₁/U₂. Поскольку ток холостого хода и активное сопротивление первичной обмотки малы, потери в ней незначительны и намного меньше потерь в магнитопроводе трансформатора. На основании опытных данных можно определить r₀, x₀, z₀, а также значения тока I_р и I_а . Если пренебречь r₁ и х₁ (так как r₁ << r₀ и х₁ << х₀), то

r₀ = ΔP₀/I₁₀²; z₀ = U₁/I₁₀;

х₀ = ; cos φ₀ = r₀/z₀;

I_p = I₁₀sin φ₀; Ia = I₁₀cos φ₀.

Опыт короткого замыкания. Для выяснения соответствия значений расчетных данных сопротивлений r_к и x_к их действительным проводят опыт короткого замыкания. Опыт проводят и для определения r_к и x_к , когда их расчетные значения не известны. Схемы опыта и замещения короткого замыкания изображены на рис.3 соответственно а и б.

После сборки схемы опыта с помощью какого-либо

Рис.3 регулятора напряжения устанавливают напряжение на первичной обмотке такого значения, при котором ток в обмотках равен их номинальным значениям. Напряжение при этом окажется не более 5 — 15% номинального. Это напряжение называют напряжением короткого замыкания и обозначают U_1к. Затем записывают показание приборов.

Т.к. потери мощности в магнитопроводе значительно меньше потерь в обмотках трансформатора при номинальном токе, то ими можно пренебречь, т.е. ваттметр фактически измеряет мощность потерь в обмотках трансформатора при номинальной нагрузке.

Значение полного сопротивления определяется по показаниям вольтметра и амперметра и составляет z_к = U_1к/I_1к = U_1к /I_1н .

Значение индуктивного сопротивления определяется из выражения x_к = .

В трансформаторах малой мощности (10 —500 Вт) r_к > х_к , средней r_к < х_к , большой r_к << х_к.