Введение

Магнитная система трансформатора, по которой замыкается рабочий магнитный поток, собирается из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга. Свойства магнитной системы описываются магнитной характеристикой — графической зависимостью между мгновенными значениями потока и намагничивающего тока (реактивной составляющей тока холостого хода). Магнитная характеристика нелинейна из-за насыщения стали магнитной системы. Поэтому при синусоидальном характере изменения потока во времени зависимость намагничивающего тока от времени может отличаться от синусоидальной, т. е. в ней, кроме основной гармонической составляющей частотой 50 Гц, появляются высшие гармоники — третья, пятая и т. д. частотой 150, 250 Гц и т. д., амплитуды которых могут достигать значительных величин. При синусоидальной форме кривой намагничивающего тока высшие гармоники появляются в кривой потока и, как следствие, в кривой ЭДС.

Цель данной работы

Определить влияние насыщения магнитной системы на:

-     гармонический состав кривых фазных и линейных токов холостого хода трансформатора при различных схемах соединений его обмоток;

-     гармонический состав кривой потока и кривых, наводимых в обмотках фазных и линейных ЭДС при различных схемах соединений обмоток трансформатора и при различных конфигурациях магнитопровода.

Для визуального наблюдения и зарисовки кривой изменения во времени любой переменной величины — тока, ЭДС и т, д., используется электронно-лучевой осциллограф, кривая измеряемой величины на экране которого называется осциллограммой. Для снятия осциллограммы намагничивающего тока последовательно с обмоткой трансформатора включается резистор R₁ (рис. 3.1), сопротивление которого равно 0,3 Ом. Падение напряжения на этом сопротивлении пропорционально току и подается на вход первого осциллографа.

 Рис. 3.1

 На вход второго осциллографа подается напряжение с разомкнутой обмотки (рис. 3.1), которое равно ЭДС, наводимой в этой обмотке рабочим потоком:

.

Кривая изменения потока Ф может быть получена интегрированием кривой напряжения

.

Поэтому кривую изменения потока Ф можно наблюдать, включив на разомкнутую обмотку А_т — Х_т цепочку из последовательно соединенных резистора R₂=470 кОм и конденсатора С=1 мкф, сопротивление которого x_c=1/w_c<<R₂, а напряжение с конденсатор С подать на вход осциллографа (рис. 3.1).

Напряжение на конденсаторе С

пропорционально интегралу тока i_c, который в свою очередь пропорционален напряжению на обмотке трансформатора, так как сопротивление цепочки R₂—С можно считать чисто активным. Таким образом, Ф~òudt и, следовательно, U_c~Ф.

Все опыты в данной лабораторной работе проводятся при холостом ходе трансформатора. Осциллограммы с экрана осциллографа зарисовываются на кальку.