Обработка результатов лабораторных исследований

Опыт холостого хода

По полученным в опыте показаниям приборов, выраженных в делениях, вычислить значения напряжений, токов и мощностей в именованных единицах.

В расчётах используются среднеарифметические значения первичных линейных напряжений и токов:

, .

Мощность, потребляемая Тр,

,

где мощности, измеренные 1–м и 2 –м ваттметрами.

Полное сопротивление намагничивающей ветви Т-образной схемы замещения Тр [1, 3] , где  – фазные значения напряжения и тока первичной обмотки (для схемы Y: ; для схемы : ).

     Активное сопротивление намагничивающей ветви .

     Индуктивное сопротивление намагничивающей ветви .

     Коэффициент мощности (отношение активной мощности к полной)

.

     Расчёты свести в таблицу 2.3.

       Таблица 2.3

№ п/п	, В	, А	, Вт	, Ом	, Ом	, Ом
1
2
….

По данным таблицы 2.3 построить характеристики ХХ  (на графике обязательно указать точки, соответствующие таблице 2.3). Типичный вид характеристик ХХ показан на рисунке 2.2.

 

 

  Объяснение полученных результатов

     Мощность  расходуется на потери в первичной обмотке и потери в магнитопроводе, которые принято называть магнитными потерями. В силовых Тр мощность, теряемая в обмотках в режиме ХХ, составляет менее 0.5% от потерь в обмотках в номинальном режиме в связи с относительно малым значением тока ХХ  (0,5–5 % от номинального).

     Практически можно считать, что мощность  равна мощности магнитных потерь. Экспериментально установлено, что магнитные потери в элементе объёма сердечника пропорциональны примерно квадрату амплитудного значения индукции в этом элементе. Полагая индукцию в любом элементе объёма сердечника пропорциональной потоку сердечника (основному потоку), получим, что магнитные потери будут пропорциональны квадрату амплитудного значения основного потока . А так как величина потока практически пропорциональна величине приложенного напряжения, то магнитные потери и величина  будут примерно пропорциональны квадрату питающего напряжения. Поэтому кривая  будет близка к параболе.

     Вид кривых  и  определяется магнитной нелинейностью (насыщением) стали. Как показано выше, напряжение пропорционально магнитному потоку, а значит, и индукции в сердечнике. В свою очередь, реактивная составляющая тока ХХ, которая для данного режима является основной, определяется из закона полного тока . При допущении об однородности поля в стержне магнитопровода с длиной силовой линии L можно определить намагничивающий ток . Поэтому зависимость  имеет такой же вид, как кривая намагничивания . Это является причиной того, что в зоне насыщения намагничивающий ток растёт значительно быстрее приложенного напряжения (а также потока). Это приводит к уменьшению индуктивного сопротивления (рисунок  2.2).

     Коэффициент мощности  снижается с ростом напряжения, что следует из выражения

.

     Поскольку, как было установлено ранее, ток  растёт быстрее напряжения , то отношение  снижается с ростом .

Рисунок 2.2 – Характеристики холостого хода

Снижение  с ростом  означает увеличение угла . Так как угол

, то с ростом  величина  будет снижаться, и притом в большей степени, чем .

     Из графиков характеристик ХХ определить численные значения всех величин для номинального напряжения: . Ток выразить в % от номинального тока .

 

Опыт короткого замыкания

Значения напряжений, токов и мощностей в именованных единицах рассчитываются так же, как и для опыта ХХ. Аналогично вычисляются среднеарифметические значения напряжений и токов.

Полное сопротивление схемы замещения в режиме КЗ , где  – фазное значение первичного напряжения; – фазное значение тока первичной обмотки в режиме КЗ.

Активное сопротивление КЗ , где  – мощность, потребляемая Тр в режиме КЗ.

     Индуктивное сопротивление .

     Коэффициент мощности .

     Результаты занести в таблицу 2.4.

     Таблица 2.4

№ п/п	, В	, А	, Вт	, Ом	, Ом	, Ом
1
2
….

     По данным таблицы 2.4 построить характеристики КЗ . На графиках обязательно указать точки, соответствующие таблице 2.4. Типичный вид характеристик КЗ показан на рис. 2.3.

Рисунок 2.3 – Характеристики короткого замыкания