Гр. 41СЭ-234843. Студент (Ф.И.О.)Шарифулина Елизавета Геннадьевна Лабораторная работа №1 Испытание двухобмоточного трансформатора методами холостого хода и короткого замыкания * ЛАТР А ~ V * Uн * ЛАТР Т1 А W НН ВН V а Рисунок 1 – Схема испытаний (опыт х.х.) ~ * Т1 W ВН V НН А Iн б Рисунок 2 – Схема испытаний (опыт к.з.) Таблица 1 – Опыт холостого хода I20, А P0, Вт 0,345 1,95 U20, В 20,8 U10, В 220 Таблица 2 – Опыт короткого замыкания I1К, А Pк.н, Вт 0,375 2,95 U1К, В 15,8 I2К, А 4,2 Коэффициент трансформации: k = U10 / U20 = 220 / 20,8 = 10,58. Полное сопротивление ветви намагничивания, Ом: Z0 = k2·(U20 / I20) = = 10,582·(20,8 /0,345) = 6748,6 Ом. Коэффициент мощности х.х.: cos(φ0) = P0 / (U20·I20) = 1,95 / (20,8 · 0,345) = 0,2717 Активное сопротивление ветви намагничивания, Ом: R0 = Z0·cos(φ0) = 6748,6·0,2717 = = 1833,6 Ом. Реактивное сопротивление ветви намагничивания, Ом: X0 = Z 02 - R02 = = 6748,6 2 - 1833, 62 = 6494,7 Ом. Полное сопротивление к.з., Ом: ZК = U1К / I1К = 15,8 / 0,375 = 42,13 Ом. Коэффициент мощности к.з.: cos(φК) = Pк.н / (U1К·I1К) = 2,95 / (15,8 ·0,375) = 0,4979. Активное сопротивление к.з., Ом: RК = ZК·cos(φК) = 42,13 · 0,4979 = 20,98 Ом. Реактивное сопротивление к.з., Ом: XК = Z К2 - RК2 = 42,132 - 20,982 = 36,53 Ом. Напряжение к.з., %: uк = (U1К / 220)·100 = (15,8 / 220)·100 = 7,182 %. Активная составляющая напряжения к.з., %: uка = uк·cos(φК) = 7,182 · 0,4979 = 3,576 %. Реактивная составляющая напряжения к.з., %: uкр = u к2 - u ка2 = 7,1822 - 3,5762 = 6,228 %. Таблица 3 – Расчет рабочих характеристик h = f (kн), U2 = f (kн) Значение параметра при коэф* фициенте нагрузки (kн = I 2 ) равном Параметр 0 0,25 0,5 0,75 1,0 1,5 0 18,75 37,50 56,25 75,00 112,5 0 15,00 30,00 45,00 60,00 90,00 0 0,184 0,738 1,659 2,950 6,638 Pс ≈ P0 , Вт 1,95 1,95 1,95 1,95 1,95 1,95 ΣP = Pм + Pc , Вт 1,95 2,134 2,688 3,609 4,9 8,588 cosj2 = 1 0 89,78 93,31 93,97 93,87 92,91 cosj2 = 0,8 0 87,55 91,78 92,58 92,45 91,29 P2 = k н S н cos j 2 ,, Вт cosj2 = 1 cosj2 = 0,8 Pм = k н2 Pк . н , , Вт h= P2 × 100 , % P2 + ΣP Du= kн (uк.а cosj2 + uк.р sinj2), , % Du ö æ U 2 = U 20 ç 1 ÷ ,, В è 100 ø cosj2 = 1 (sinj2 = 0) cosj2 = 0,8 (sinj2 = 0,6) cosj2 = 1 cosj2 = 0,8 Номинальная мощность трансформатора: Sн = 75 ВА. 0 3,576 0 6,598 20,8 20,06 20,8 19,43 22,0 В cos j 2 = 1 20,0 cos j 2 = 0,8 19,0 U2 18,0 17,0 16,0 0 0,25 0,5 0,75 1 kн Рисунок 3 – Внешняя характеристика cos j 2 = 1 cos j2 = 0,8 h kн Рисунок 4 – Характеристика КПД о.е 1,5 Гр. 41СЭ-234843. Студент (Ф.И.О.)Шарифулина Елизавета Геннадьевна Лабораторная работа №2 Испытание двухобмоточного трансформатора методом непосредственной нагрузки ~ РА1 * А W V * РV1 РW1 Т1 V РА2 * А W * РV2 S РW2 Rн Рисунок 1 – Схема испытаний Таблица 1 – Экспериментальные данные при cosφ2 = 0,95, I2н = 5 А Параметр kн U1, B I1, A P1, Вт cosφ1 U2, B I2, A P2, Вт h, % Значение 0,6 0,46 220 220 1 220 0,82 220 0,35 71 0,922 0,31 59 0,865 0,25 45 0,818 13,7 5 65,08 91,7 14,1 4,1 54,92 93,1 14,4 3 41,04 91,2 0,26 220 0 220 0,21 36 0,779 0,15 21,5 0,652 0,10 8,5 – 14,6 2,3 31,90 88,6 14,7 1,3 18,15 84,4 14,8 0 0 0 Коэффициент нагрузки: kн = I2 / I2н. Коэффициент мощности: cosφ1 = P1 / (I1 U1). Мощность на выходе трансформатора: P2 = I2 U2 cosφ2; КПД трансформатора: h = 100 ∙ P2 / P1 . U2 kн Рисунок 2 – Внешняя характеристика h kн Рисунок 3 – Характеристика КПД Гр. 41СЭ-234843. Студент (Ф.И.О.)Шарифулина Елизавета Геннадьевна Лабораторная работа №3 Определение группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов Таблица 1 – Экспериментальные данные исследования групп соединения обмоток трансформатора Схема соединения Y/Y Y/Y Y/D 0 6 11 UAB 220 220 220 Uab 35 35 21 UBb 184 254 202 UBc 204 239 202 UCb 204 239 221 UCc 184 254 202 Коэффициент kл 6,286 6,286 10,476 Y/D 5 220 21 238 238 221 238 10,476 Группа соединения Напряжение, В Таблица 2 – Расчетные соотношения для проверки группы соединения обмоток трансформатора Схема соединения Y/Y Y/Y Y/D Y/D Группа соединения 0 Напряжение, В UBb = UCc UBc UCb U 2 ( k л - 1) U 2 1 - k л + k л2 U 2 1 - k л + k л2 185 205 205 U 2 ( k л + 1) U 2 1 + k л + k л2 U 2 1 + k л + k л2 255 239 239 U2 1 - 3kл + kл2 U2 1 - 3kл + kл2 U 2 1 + k л2 202 202 221 U2 1 + 3kл + kл2 U 2 1 + 3kл + kл2 U 2 1 + k л2 238 238 221 6 11 5 U& Cb U& Bb U& Bc U& Cc а B U& Cb U& Bc U& Bb A а c U& Cc C b б U& Bb U& Bc U& Cc U& Cb в U& Bc U& Bb U& Cb U& Cc г mu = 30 В/см Рисунок 1 – Векторные диаграммы напряжений для: а – 0-й группы соединения, б – 6-й группы соединения, в – 11-й группы соединения, г – 5-й группы соединения Гр. 41СЭ-234843. Студент (Ф.И.О.)Шарифулина Елизавета Геннадьевна Лабораторная работа №4 Исследование трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором PV1 PA3 PW1 V ~ A M ~ W PA1 Rп A Я2 G(ОВ) Ш2 Ш1 G Я1 PV2 V PA2 Rн A Рисунок 1 – Схема испытаний трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором Таблица 1 – Экспериментальные и расчетные данные Опыт U1 , I1, P1, hГ , UГ , I Г , nк, -1 s В А Вт В А мин % 220 220 220 220 220 220 5,9 6,1 6,4 6,6 6,8 7,0 900 1160 1340 1430 1530 1630 100 98 95 92 89 85 0 2 4 6 8 10 0,0 53,1 57,5 60,0 62,3 64,0 10 15 20 25 30 35 f2 , Гц 0,00333 0,00500 0,00667 0,00833 0,01000 0,01167 Расчет n2 , об мин 0,1667 0,2500 0,3333 0,4167 0,5000 0,5833 1495 1493 1490 1488 1485 1482 P2 , M 2 , cosj1 hдв , Вт Н×м 0,0 369,1 660,9 920,0 1142,9 1328,1 0,000 2,361 4,236 5,905 7,350 8,558 % 0,400 0,499 0,549 0,569 0,590 0,611 1) Рассчитать рабочие характеристики по следующим расчетным выражениям: n a) частоту тока в роторе f 2 = к t , где t = 60 c: f2 = 15 = 0,250 Гц. 60 б) скольжение АД s = f 2 / f1 , где f1 = 50 Гц: s = 0, 250 / 50 = 0,005. в) частоту вращения ротора, об/мин, n2 = n1 (1 - s) , где n1 = 1500 об/мин: n2 = 1500 × (1 - 0,005) = 1493об / мин. г) полезную мощность на валу двигателя, Вт, P2 = Uг Iг hг ; где U г и I г – напряжение и ток нагрузочного генератора: P2 = 98 × 2 = 369,1Вт. 0,531 д) момент на валу двигателя, Н∙м, M 2 = 9,55 P2 : n2 0,00 31,82 49,32 64,34 74,70 81,48 M 2 = 9,55 × е) КПД двигателя h ДВ = P2 / P1 : 369,1 = 2,361Н × м. 1493 h = 369,1 / 1160 = 0, 3182 = 31, 82%. ж) коэффициент мощности обмотки статора cos j1 = cos j1 = P1 3U1 I1 : 1160 = 0, 499 3 × 220 × 6,1 2) Построить рабочие характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором. I1 Р2 P1 Р2 s Р2 n2 Р2 М2 Р2 cosj1 Р2 hдв Р2 Рисунок 2 – Рабочие характеристики асинхронного двигателя Гр. 41СЭ-234843. Студент (Ф.И.О.)Шарифулина Елизавета Геннадьевна Лабораторная работа №5 Круговая диаграмма асинхронного двигателя PV1 V ~ PW1 W PA1 M ~ A Рисунок 1 – Схема испытаний трехфазного асинхронного двигателя Таблица 1 – Экспериментальные и расчетные данные Опыт х. х. U1, В 380 I0, А 4 P0, Вт 457 cos φ0 0,1736 φ0, град 80,0 U1к, В 84,3 I1н, А 5,1 Опыт к. з. I1к, А 23 cos φ0 = P0 / (√3 · U1 · I0); cos φ0 = 457 / (√3 · 380 · 4) = 0,1736; φ0 = arccos (cos φ0); φ0 = arccos (0,1736) = 1,3963 = 800; cos φк = P1к / (√3 · U1к · I1н); cos φк = 544 / (√3 · 84,3 ·5,1) = 0,7305; φк = arccos (cos φк); φк = arccos (0,7308) = 0,7517 = 43,10. P1к, Вт 544 cos φк 0,7305 φк, град 43,1 j0 jк I&0 I&к Рисунок 2 – Круговая диаграмма асинхронного двигателя U&1 Гр. 41СЭ-234843. Студент (Ф.И.О.)Шарифулина Елизавета Геннадьевна Лабораторная работа №6 Параллельная работа синхронного генератора с электрической сетью бесконечной мощности ~ SA3 PV1 V HZ AT PF HL1 α HL2 HL3 β γ SA1 = VD PA1 A Rп Rв W PW1 A Я1 PA4 GS M(ОВ) M Я2 Ш1 Ш2 Рисунок 1 – Схема испытаний синхронного генератора, работающего на сеть Таблица 1 – Результаты испытаний параллельной работы синхронного генератора с электрической сетью бесконечной мощности if , А 0,5 2,5 4,5 6,5 8,5 P=0 8 5 0 5 8 Ia, А if , А 1 3 5 7 9 P = 1000 Вт 10 7 3 6 9 Ia, А cos(φ) 0,2624 0,3749 0,8748 Коэффициент мощности: cos(φ) = P / (√3 · 220 · Ia): cos(φ) = 1000 / (√3 · 220 · 10) = 0,2624. 0,4374 0,2916 Р = 1000 Вт Р=0 Iа If Рисунок 2 – U-образные характеристики синхронного генератора cosj If Рисунок 3 – Характеристика коэффициента мощности Гр. 41СЭ-234843. Студент (Ф.И.О.)Шарифулина Елизавета Геннадьевна Лабораторная работа №7 Испытания генератора постоянного тока с параллельным и смешанным возбуждением ~ A V A RВ RН G M ~ G (ОВШ) Рисунок 1 – Схема испытаний ГПТ с параллельным и смешанным возбуждением Таблица 1 – Результаты снятия характеристики х.х. ГПТ Iв, А 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Ea, В 100 90 70 50 30 5 Iв, А 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Ea, В 100 88 66 45 28 5 Таблица 2 – Результаты снятия рабочих характеристик ГПТ Параллельное возбуждение Внешняя Ua, Iа , В А 100 0 97 2 94 4 91 6 88 8 85 10 Регулировочная Iв, Iа , А А 0,60 0 0,62 2 0,64 4 0,66 6 0,68 8 0,70 10 Смешанное возбуждение Согласное включение Встречное включение Внешняя Регулировочная Внешняя Регулировочная Ua, Iа , Iв, Iа , Ua, Iа , Iв, Iа , В А А А В А А А 100 0 0,60 0 100 0 0,60 0 98 2 0,61 2 96 2 0,63 2 96 4 0,62 4 92 4 0,66 4 94 6 0,63 6 88 6 0,69 6 92 8 0,64 8 84 8 0,72 8 90 10 0,65 10 80 10 0,75 10 100 2 В 1 80 3 70 60 50 40 U а 30 20 10 0 0 2 4 6 8 А Iа 1 – параллельное возбуждение 2 – смешанное возбуждение; согласное включение 3 – смешанное возбуждение; встречное включение Рисунок 2 – Внешняя характеристика Iв Iа Рисунок 3 – Регулировочная характеристика 12 100 В 80 70 60 50 Еа 40 30 20 10 0 0 0,2 0,4 0,6 Iв Рисунок 4 – Характеристика холостого хода А 1 Гр. 41СЭ-234843. Студент (Ф.И.О.)Шарифулина Елизавета Геннадьевна Лабораторная работа №8 Испытания двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением Рисунок 1 – Схема испытаний ДПТ Таблица 1 – Результаты испытания ДПТ с последовательным возбуждением Режим U, B ПВ1 β =1 ΣRa = ra + rв + Rд = 3 + 3,6 +15 = 21,6 Ом Rд > 0 ПВ2 β =1 ΣRa = ra + rв = 3 + 3,6 =6,6 Ом Rд = 0 110 ОВ1 β1 = rш1 / (rш1 + rв) = 5 / (5 + 3,6) = 0,581 ΣRa = ra + rв·β1 = 3 + 3,6 · 0,581 = 5,1 Ом Rд = 0 ОВ2 β2 = rш2 / (rш2 + rв) = 2,5 / (2,5+3,6) = 0,410 ΣRa = ra + rв·β2 = 3 + 3,6 · 0,410 = 4,5 Ом Rд = 0 Опыт Ia, A 2,0 2,7 3,0 3,1 3,2 2,8 4,0 4,8 5,1 5,5 3,5 5,0 6,0 6,4 6,6 4,8 5,9 6,7 7,2 7,5 М = 9,55 Ea = U - I a × ΣRa ; Расчет n, об/мин 1312 864 736 672 624 1536 1184 1056 992 944 1608 1268 1168 1088 1056 1712 1360 1232 1152 1104 3,6 5 M, Н∙м 0,97 1,54 1,76 1,89 2,00 1,59 2,70 3,40 3,75 4,10 1,92 3,18 3,90 4,35 4,55 2,37 3,46 4,15 4,63 4,95 Ea I a . n Таблица 2 – Значения сопротивлений элементов цепи якоря rа, Ом rв, Ом rш1, Ом rш2, Ом 3 Ea, B 66,8 51,7 45,2 43,0 40,9 91,5 83,6 78,3 76,3 73,7 92,2 84,5 79,4 77,4 76,3 88,4 83,5 79,9 77,6 76,3 2,5 Rд, Ом 15 1800 об/мин 1400 1200 1000 ПВ2 800 600 n ОВ1 ОВ2 ПВ1 400 200 0 0 1 2 3 4 5 А 6 8 Iа Рисунок 2 – Скоростная характеристика 1800 об/мин 1400 1200 ОВ2 1000 ПВ2 800 n 600 ОВ1 ПВ1 400 200 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 M Рисунок 3 – Механическая характеристика Нм 6,0 M Iа Рисунок 4 – Моментная характеристика