Měření na trojfázovém transformátoru naprázdno a nakrátko.

Transkript

1 Úol: Měřeí a trojfázovém trasformátoru aprázdo a aráto. 1. Změřte a areslete charateristiy aprázdo trojfázového trasformátoru 2,, P, cos = f ( 1) v rozmezí 4-1 V. Zdůvoděte průběh charateristi 2 = f ( 1 ) (převodová) a P = f ( 1 ). 2. rčete z grafu proud aprázdo a ztráty v železe P Fe při jmeovitém apětí 1, vypočítejte poměrý proud aprázdo i a poměré ztráty aprázdo p. 3. Nareslete v měřítu fázorový diagram trasformátoru aprázdo při jmeovitém apětí. rčete z ěj graficy ztrátový proud Fe a magetizačí proud. 4. Proveďte zoušu aráto trojfázového trasformátoru. Změřte, P, cos (při 1). 5. rčete poměré (procetí) apětí aráto u, impedaci aráto Z a poměré ztráty aráto p. 6. Nareslete v měřítu fázorový diagram trasformátoru aráto při jmeovitém proudu. rčete z ěj graficopočetí metodou ostaty áhradího schématu R a X. trasformátor 6,3 VA, 38/13 V; aalyzátor sítě, digitálí multimetr; měřicí trasformátory proudu (sříň 6) 1. Měřeí provádíme pomocí aalyzátoru sítě. Z proudů v jedotlivých fázích počítáme aritmeticý průměr, výo (ztráty) odečítáme trojfázový, apětí předpoládáme symetricá. Převodová charateristia musí být lieárí, ztráty aprázdo rostou s apětím vadraticy. 2. Proud aprázdo při jmeovitém apětí zjistíme z grafu ta, že a vodorové ose určíme (a ozačíme) jmeovité apětí 1, a řivce = f ( 1 ) určíme a a svislé ose ozačíme odpovídající proud. Podobě odečteme ztráty aprázdo P, teré se u trasformátorů přibližě rovají ztrátám v železe P Fe. Poměrý (procetí) proud S aprázdo i 1[%]. Jmeovitý proud vypočítáme ze štítových údajů 1. Poměré (procetí) P ztráty aprázdo se vyjadřují ze jmeovitého výou: p 1[%]. 3. Při resleí fázorového diagramu volíme vhodě měříta apětí a proudu. Proud aprázdo, zpožděý o úhel za apětím, rozložíme a čiou složu Fe a jalovou. Výslede otrolujeme výpočtem Fe =.cos a =.si. 4. Měřeí provádíme pomocí digitálího multimetru. Proudové vstupy multimetru zapojíme přes měřicí trasformátory proudu. Převod astavíme 15/5 A podle mauálu multimetru. Napětí aráto je apětí a vstupu trasformátoru aráto. Změříme ho po astaveí jmeovitého proudu, rověž ta ztráty aráto, P. 5. Procetí apětí aráto je apětí aráto v procetech ze jmeovitého apětí: u 1[%]. mpedace aráto se určí z apětí aráto a jmeovitého proudu. Pro zapojeí do hvězdy Ztráty aráto se rovají přibližě Jouleovým ztrátám ve viutí (ztráty v železe lze zaedbat). Závisejí vadraticy a zatížeí (proudu). Poměré (procetí) ztráty aráto p jsou ztráty aráto při jmeovitém proudu P vztažeé jmeovitému zdálivému výou S (te se uvádí a štítu): P p 1[%]. S 6. Při resleí fázorového diagramu volíme vhodě měříta apětí a proudu. Diagram apětí areslíme pro fázové hodoty (změřeé přepočítáme a f ). Kostaty R a X určíme vyděleím úbytů R a X (převedeých z cetimetrů a volty) jmeovitým proudem 1. Štítové a aměřeé hodoty: Štítové hodoty trasformátoru: S =... VA 1 / 2 =...V 1 =... A Naměřeé hodoty při zoušce aprázdo: 1 V] S P W] 2 V] Z cos -] 3. Naměřeé hodoty při zoušce aráto: =...V P...W

2 Měřeí hodiových úhlů trasformátoru. Úol: 1. Proměřte hodiové úhly trojfázového trasformátoru v zapojeích podle uvedeých schémat. 2. Nareslete fázorové diagramy všech zapojeí a diagram fázorů jedé fáze s vyzačeím hodiového úhlu (viz vzor vpravo). trasformátor s vyvedeými oci viutí digitálí voltmetr (sříň 5-4) Hodiový úhel trojfázového trasformátoru je úhel mezi fázory fázových apětí stejé fáze primárího a seudárího viutí uvedeý v hodiách, de 1 h odpovídá 3. vádí se jao zpožděí výstupího apětí za vstupím. Viutí může být zapojeo do hvězdy (Y), trojúhelía (D), popř. lomeé hvězdy (Z). Jejich ombiacemi a záměami začátů viutí za oce lze dosáhout většího možství zapojeí. Před začátem měřeí areslíme (a záladě zalostí z teorie) fázorové diagramy daých zapojeí, abychom zjistili, o jaé hodiové úhly jde. Měřeí provádíme ásledujícím způsobem: spojíme trvale svory Aa (prví fáze primárího a seudárího viutí). Propojíme viutí podle schématu. Připojíme primárí (tj. vstupí) viutí a souměrý trojfázový zdroj apětí, astavíme asi poloviu a měříme voltmetrem všecha možá apětí, tj. AB, AC, Ab, Ac, bb, bc, bc, cb, cc, BC. (Je jasé, že A = a.) Nareslíme pomocí ružíta v určitém měřítu fázorové diagramy. Zvolíme bod A = a, opíšeme apř. oblou AB, a ěm zvolíme bod B a dále postupě zostruujeme další body (průsečíy oblouů). Přesost měřeí se projeví v tom, zda se příslušé obloučy protíají (alespoň přibližě) v jedom bodě. Tabula: spojeí AB AC Ab Ac bb bc bc cb cc BC Yy Yy6 Yd1 Yd11 Yd7 Dy1 Dy5

3 Úol: Měřeí a asychroím motoru aprázdo a aráto. 1. Změřte a areslete charateristiy aprázdo trojfázového asychroího motoru, P, cos = f () v rozmezí 4-1 V v zapojeí do hvězdy (Y). 2. Změřte odpor viutí motoru ve hvězdě, vypočítejte průměrý odpor viutí jedé fáze. 3. Proveďte grafico-početí rozděleí ztrát aprázdo při = a jedotlivé složy a vypište je. 4. rčete magetizačí a ztrátový proud při =. 5. rčete poměrý proud aprázdo a porovejte ho s trasformátorem (z dřívějšího měřeí). 6. Změřte sluz aprázdo. Zjistěte, zda otáčy motoru aprázdo závisejí a apětí. 7. V režimu aráto změřte, P téhož motoru při =, vypočítejte cos. 8. rčete záběrý proud motoru z a poměrý záběrý proud i z. 9. Nareslete v měřítu fázorový diagram asychroího motoru aráto při jmeovitém proudu. rčete z ěj grafico-početí metodou ostaty áhradího schématu R a X. asychroí motor 2,2 W; digitálí multimetr (sříň 6); otáčoměr (6) 1. Měřeí provádíme pomocí digitálího multimetru zapojeého přímo do proudového obvodu, ale esmíme při měřeí přeročit proud 5 A. Z proudů v jedotlivých fázích počítáme aritmeticý průměr, výo (ztráty) odečítáme trojfázový, apětí předpoládáme souměrá. Účií počítáme zámým způsobem. 2. Změříme odpor mezi všemi ombiacemi vývodů motoru (za tepla). Protože je viutí zapojeo do R12 R13 R23 hvězdy, jde vždy o sériové spojeí dvou fází. Průměrý odpor viutí jedé fáze je 6 3. Rozděleí ztrát aprázdo P se provede v grafu. Od P (při ) odečteme mechaicé ztráty P m, teré vyte a ose ztrát prodloužeá řiva P = f () parabola, protože P závisejí vadraticy a apětí. Předpoládá se, že mechaicé ztráty ezávisejí a apětí. Dále odečteme od P Jouleovy ztráty ve statoru P j1 = 3.R 1f. 2. Zbyte do celových ztrát aprázdo P jsou ztráty v železe P Fe. 4. Magetizačí proud je jalová složa proudu aprázdo, proto =.si. Je poměrě velý, protože mageticý to musí dvarát přeoat vzduchovou mezeru a proto musí být velé F m. Ztrátový proud je čiá složa proudu aprázdo: Fe =.cos. Slouží porytí ztrát v železe a je mohem meší. Obě veličiy potřebé pro výpočet ( a cos při ) určíme z grafu (a vyzačíme je tam). 5. Poměrý (procetí) proud aprázdo je i 1[%]. Čií ěoli desíte procet. 6. Otáčy aprázdo změříme při = digitálím otáčoměrem. Jsou téměř sychroí. Sluz s aprázdo s 1[%]. se blíží ule. Sížíme apětí a zjistíme, že otáčy se praticy ezměí. s 7. Zabrzdíme mechaicou páou rotor a provedeme měřeí aráto (pouze 1 bod) ve stejém zapojeí. 8. Záběrý proud motoru určíme (zjedodušeě) lieárím přepočtem proudu aráto při sížeém apětí z (tedy při ) a jmeovité apětí. Platí z, poměrý záběrý proud je i z a bývá olem Při resleí fázorového diagramu volíme vhodě měříta apětí a proudu. Diagram apětí areslíme pro fázové hodoty (změřeé přepočítáme a f ). Kostaty R a X určíme vyděleím úbytů R a X (převedeých z cetimetrů a volty) jmeovitým proudem 1. Štítové a aměřeé hodoty: Štítové hodoty asychroího motoru P =... W =...V =... A R1 f Naměřeé hodoty při zoušce aprázdo V] P W] cos -] Naměřeé hodoty při zoušce aráto =... V P =... W

4 Měřeí rychlostích charateristi stejosměrého motoru. Úol: Při chodu aprázdo změřte rychlostí charateristiy stejosměrého cize buzeého motoru 1. = f () při b =,7 A a b =,5 A 2. = f ( b ) při = 1 V a = 15 V Charateristiy areslete (vždy obě do jedoho grafu) a jejich průběh zdůvoděte. stejosměrý cize buzeý motor; dva regulačí trasformátory (sříň 4); dva usměrňovače (7); ampérmetr (5); voltmetr (5); otáčoměr (6) Rychlostí charateristiy stejosměrého motoru jsou závislosti otáče a apětí = f () při ostatím budicím proudu b, a taé otáče a budicím proudu = f ( b ) při ostatím apětí a otvě. Při odvozeí rovice rychlostí charateristiy vyjdeme z apěťové rovice stejosměrého cize buzeého motoru R. V ašem případě, dy měřeí probíhá v chodu aprázdo, lze zaedbat úbyte apětí a odporu otvy iduovaému: i a a R a a, protože proud i odpor otvy jsou malé. Pa se svorové apětí přibližě rová. Použitím zámého vztahu pro iduovaé apětí i Φ Φ zísáme i rovici rychlostích charateristi. Můžeme přijmout předpolad, že mageticý to je přímo Φ úměrý budicímu proudu jestliže měřeí probíhá v lieárí části magetizačí charateristiy, edochází výrazějšímu přesyceí mageticého obvodu. Z rovice vyplývá, že otáčy jsou při ostatím budicím proudu přímo úměré apětí, závislost je přímová, při ižším budicím proudu jsou otáčy vyšší; otáčy jsou při ostatím apětí epřímo úměré budicímu proudu, závislost je hyperbolicá, při ižším apětí jsou otáčy ižší. Měřeí: Budicí obvod i otvu motoru apájíme z regulačích trasformátorů přes eřízeé (diodové) usměrňovače. Nejprve musíme motor abudit, teprve potom připojíme e zdroji apětí otvu. V opačém případě by vzil zrat a otvě. Při vypíáí se ejprve vype otva. Nejprve měříme závislost otáče motoru a apětí, budicí proud udržujeme ostatí. Dále změříme závislost otáče a budicím proudu při ostatím apětí. Při měřeí epřeročíme maximálí otáčy motoru 16 mi -1. Pozáma: Chceme-li zachovat určitý momet motoru, zvyšuje se při odbuzováí proud otvy (vztah M. Φ. a ). Nemůžeme tedy motor odbuzovat zcela libovolě, a to ai při chodu aprázdo. Úplé odbuzeí zameá praticy zrat a otvě. Štítové a aměřeé hodoty: Motor: P =... W =...V =... A =... mi -1 b =... A b = b = = = mi -1 ] [V] mi -1 ] [V] mi -1 ] b mi -1 ] b

5 Zatěžováí asychroího motoru. Úol 1. Změřte a areslete zatěžovací charateristiy trojfázového asychroího motoru, P p, cos,, M, s = f (P/P ) při =. 2. Změřte mometovou charateristiu = f (M) a závislost = f () při sížeém apětí. Obě charateristiy přepočítejte a. Graficy je zázorěte přepočítaé a. asychroí motor 2,2 W; dyamometr; regulačí trasformátor; digitálí multimetr (sříň 5); měřicí trasformátory proudu; otáčoměr (6) 1. Zatěžováí motoru se provádí do áhradí mechaicé zátěže dyamometru, terý vytváří zátěžý momet. Motor apájíme z regulovatelého zdroje atáčivého trasformátoru. Pro měřeí eletricých veliči použijeme digitálí multimetr zapojeý přes měřicí trasformátory proudu. Měřeí se provádí při jmeovitém apětí, ejprve vša je uto při sížeém apětí (a vyputém dyamometru) zotrolovat směr otáčeí motoru musí být stejý jao astaveý směr otáčeí dyamometru. Soustrojí uvedeme do pohybu ta, že roztočíme dyamometr a přibližě sychroí otáčy motoru, pa připojíme motor síti a astavíme jmeovité apětí. Sižováím otáče dyamometru zvětšujeme zatížeí motoru a aopa. Měřeí zahájíme při maximálím zatížeí motoru (asi 125% jmeovitého zatížeí) a postupě motor odlehčujeme. Měříme přío, proudy, udržujeme jmeovité apětí (vše a digitálím multimetru). Dále měříme otáčy (digitálí bezotatí otáčoměr) a momet (a váze dyamometru). (Váha uazuje ve starých jedotách pm, údaj je uto převést a Nm vyásobeím 9,81.) Z aměřeých hodot vypočítáme účií (proč se počítá z příou?), výo motoru účiost (ja?). cos P P 3 P M M (jaý je vztah mezi a?), sluz a 9,55 2. Mometovou charateristiu měříme v celém motoricém režimu (od do s ), musíme tedy měřit při sížeém apětí (proč?). Měříme od ulových otáče sychroím, abychom motor postupě odlehčovali. Sažíme se ajít momet zvratu. Naměřeé hodoty přepočteme a jmeovité apětí proud lieárě porováme s teoreticými průběhy. Štítové a aměřeé hodoty: a momet vadraticy P =... W =...V =... A zapojeí... M M 2. Zísaý tvar charateristi P p W] M Nm] 1/mi] cos -] P W] P/P -] s %] %] ' =... V 1/mi] M Nm] M Nm] 1 2 3

6 Úol: Fázováí a měřeí V-řive sychroího geerátoru. 1. Přifázujte sychroí geerátor a tvrdou síť. 2. Změřte tři V-řivy při libovolém P = ost a zázorěte je graficy. Graf doplňte spojicí bodů, de cos = 1. soustrojí omutátorový motor - sychroí geerátor; zdroj 4 V (budič) zabudovaý v paelu; posuvý odpor 6,7 (sříň 8); ampérmetr (5); přeosá měřící souprava (ufr); dva mitoměry (6); sychroosop (6); měřič sledu fází (6); feromageticý voltmetr 25-5 V (4); styač s dvojtlačítem (6) Sychroí geerátor je poháě omutátorovým motorem Schrage, u ěhož lze astavit žádaé otáčy. Geerátor je abuze ze stejosměrého zdroje. 1. Popis schématu zapojeí: a výstupu geerátoru je přeosá měřicí souprava měřeí apětí stroje, proudu a výou. Následuje styač ovládaý dvojtlačítem, a jehož opačé straě je trojfázová síť. Na strau geerátoru zapojíme ještě mitoměr a sychroosop, a strau sítě voltmetr, druhý mitoměr a sychroosop. Dbáme a správé zapojeí fází a vývodů sychroosopu (a stejou fázi sítě a geerátoru 1 11, 2-12). Po zapojeí zapeme síť, roztočíme geerátor a sychroí otáčy, abudíme ho budicím proudem přibližě b = 4 A a zotrolujeme čtyři podmíy fázováí: freveci origujeme otáčami geerátoru, apětí budicím proudem, sled fází sítě i geerátoru zotrolujeme měřičem sledu fází. Nyí sledujeme ruču sychroosopu, terá se pomalu pohybuje (frevece sítě a geerátoru se epatrě liší). Jemým astaveím otáče stroje ručím olečem a omutátorovém motoru se sažíme astavit stejou fázi apětí sítě a geerátoru, tj. zastavit ruču sychroosopu a začce paelu. Pa přifázujeme stroj síti stisutím zapíacího tlačíta styače. 2. Po přifázováí stroje běží síť i geerátor sychroě, čiý i jalový výo je ulový. Výoem poháěcího motoru (pootáčeím regulačího oleča) můžeme měit čiý výo dodávaý geerátorem do sítě, budicím proudem geerátoru pa jeho jalový výo. V-řivy jsou závislosti proudu otvy a budicím proudu = f( b ) při ostatím čiém výou P = ost. Svůj ázev dostaly podle svého tvaru. Podbuzeý stroj odebírá jalový výo ze sítě, přebuzeý stroj dodává jalový výo do sítě. Celový proud je v obou případech tím větší, čím větší je podbuzeí či přebuzeí. Pouze je-li cos = 1, je jalová složa proudu ulová a celový proud je miimálí, při P = pa ulový. Měříme tři V-řivy ta, že vždy astavíme ostatí čiý výo stroje, přebudíme geerátor (asi a b = 6 A) a postupě ho odbuzujeme (asi b = 1 A). Štítové a aměřeé hodoty: P =... W =...V =... A P W] b 1 2 3