Лабка

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