Исследование трансформаторов электронных устройств
Лабораторная
работа. №1
"Исследование трансформаторного блока
питания электронных устройств"
Лабораторная работа №1
Введение
Программа работы
Пояснения к работе
1. Режим ХХ
2. Режим нагрузки
Контрольные вопросы
Литература
Лабораторная работа №2 "Трансформатор с плавным регулированием напряжения"
Пояснения и указания к работе
2. Режим нагрузки
Силовой трансформатор малой мощности в большинстве случаев работает при номинальной, фиксированной нагрузке. Как правило, часть нагрузок питается постоянным током через выпрямители с различными схемами фильтрации.
Испытания, блока в режиме нагрузки проводятся с целью определения:
- коэффициентов связи параметров цепей переменного и постоянного токов;
- формы и снятия осциллограмм тока и напряжения обмоток;
- изменения напряжения на вторичных обмотках трансформатора при переходе от холостого хода к нагрузке;
- КПД трансформатора и блока;
- коэффициента мощности первичной цепи.
При питании нагрузки постоянным током через выпрямители с различными вариантами выполнения схем выпрямления и фильтрации действующие значения вторичных напряжений и токов связаны с выпрямленными значениями следующими приближенными соотношениями:
U2 = KU U0, I2 = KI I0, P2 = KP P0,
где значения коэффициентов определяются схемами выпрямления и фильтрации; соотношением внутренних сопротивлений трансформатора и параметров нагрузки.
Предлагается определить эти коэффициенты:
1) для обмотки W4 при мостовой схеме выпрямления и С-фильтре;
2) для обмотки W5 при мостовой схеме выпрямления и L-C -фильтре;
3) для обмотки W6 при однополупериодной схеме выпрямления без фильтра.
Результаты экспериментов с поочередным подключением нагрузок к указанным обмоткам рекомендуется занести в табл. 1.3.
Таблица 1.3
|
Схема выпрямления |
Фильтр |
U2, В |
U0, В |
КU |
I2, А |
I0, А |
К0 |
КP |
|
Мостовая |
С-фильтр |
|||||||
|
Мостовая |
L-C-фильтр |
|||||||
|
Однополупериодная |
без фильтра |
При проведении опытов необходимо для указанных трех вторичных обмоток снять осциллограммы токов и напряжений, которые рекомендуется свести в табл. 1.4-1.6, аналогичные табл. 1.4
Таблица 1.4
|
Мостовой выпрямитель, С-фильтр |
|
|
Кривая тока i 4 |
Кривая напряжения u4 |
|
[осциллограмма тока] |
[осциллограмма напряжения] |
|
t п/п = …….. мс Т =………мс i max =............мс |
|
В номинальном режиме на вход трансформатора подается номинальное напряжение, и подключаются нагрузки всех обмоток согласно схеме рис. 1.1
Рис. 1.1. Принципиальная схема лабораторной установки
Данные опыта заносятся в табл. 1.5.
Таблица 1.5
|
№п/п |
Обмотка |
Параметры |
|
|
1. |
Первичная , W1 |
U1, A |
|
|
|
|
I1, B |
|
|
|
|
P1, BA |
|
|
2. |
Вторичные , W2 |
U2, B |
|
|
|
и т.д. |
и т.д. |
|
Коэффициент полезного действия трансформатора при номинальной активной нагрузке определяется как отношение суммарной мощности вторичных обмоток к мощности, потребляемой из сети:
.
В силовых трансформаторах мощностью до нескольких сотен вольт-ампер КПД обычно находится в пределах 0.7-0.9.
КПД блока вычисляется как отношение суммы полезных мощностей нагрузок к потребляемой мощности.
Коэффициент мощности первичной цепи определяется как
.
Изменение напряжения на зажимах обмоток при переходе от холостого хода к нагрузке вычисляется по формуле
с подстановкой напряжений соответствующих обмоток.
Основное влияние на изменение напряжения обмоток оказывают в трансформаторах малой мощности их активные сопротивления. Значения DU в таких трансформаторах обычно не превышают 10%.