Determinarea randamentului si caderii de tensiune la transformatorul monofazat

Determinarea randamentului si caderii de tensiune la transformatorul monofazat

1.CONSIDERATII TEORETICE

.Principii si caracteristici de functionare

Transformatorul electric se foloseste pentru alimentarea receptorilor a caror tensiune nominala difera de tensiunea rettlei de alimentare.

In cazul cel mai simplu un transformator electric monofazat prezinta doua infasurari cuplate prin intermediul unui miez feromagnetic.Una din infasurari numita primara se alimenteaza cu tensiune sinusoidala de la reteaua de c. a. iar la bornele celeilalte numita secundara se conecteaza unul sau mai multi consumatori.

Transferul puterii electromagnetice din primar in secundar se face pe baza fenomenului de inductie electromagnetica prin intermediul fluxului util Φ care induce in cele doua infasurari tensiunile electromotoare utile E₁=4,44fN₁Φm, respectiv E₂=4,44 fN₂Φm.

Raportul se numeste raport de transformare.

Studiul functionarii transformatorului electric monofazat poate fi facut cu usurinta folosind schema sa electricaechivalenta in care infasurarile apar cuplate galvanic iar marimile secundare raportate la primar prin intermediul raportului de transformare.

Daca receptorul, legat la bornele secundarului, absoarbe din transformator puterea activa P_a=U_aI_acosφ₂ va absorbi dinretea o putere activa P₁=U₁I₁cosφ₁>P₂ si la un factor de putere cosφ₁<cosφ₂.

Diferenta dintre aceste puteri se pierde in transformator prin efect Joule in infasurari(P_j) si in fier (P_Fe).Pierderile de putere din infasurari sunt proportionale cu patratul curentilor de sarcina:

- gradul de incarcare al transformatorului

R_k- rezistenta de scurtcircuit

Pierderile in fier nu variaza cu sarcina depinzand de tensiunea de alimentare(cu care este proportionala inductia) si frecventa acesteia si se compune din pierderi prin histerezis magnetic si prin curenti Foucault:

variaza cu sarcina si factorul de putere si prezinta un maxim la un grad de incarcare optim cand pierderile in infasurari sunt egale cu cele din fier.

La functionarea in sarcina U₂ la bornele secundare se modifica fata de valoarea U₂₀ la mers in gol, datorita caderilor de tensiune pe infasurarile transformatorului.

Diferenta relativa se numeste cadere de tensiune si se poate calcula cu relatia:

Determinarea randamentului si caderii de tensiune

Se poate face direct sau indirect:

a)metoda directa se poate utiliza in cazul transformatoarelor de mica putere unde nu apar dificultati de punere sub sarcina si de mentinere la valoare constanta a factorului de putere

b)metoda indirecta consta in separarea pierderilor prin incercarea transformatorului la mers in gol si apoi la mers in scurtcircuit.

Incercarea la mers in gol se face cu secundarul intrerupt si eliminand primarul cu tensiune si frecventa nominala.In acest regim puterea P₀ absorbita din retea este practic egala cu pierderile in fier, curentul de mers in gol fiind neglijat.

Incercarea la scurtcircuit se face cu secundarul scurtcircuitat si la curent secundar nominal(I₂=I_2n)

In acest caz tensiunea de alimentare este relativ mica purtand numele de tensiune de scurtcircuit.Pierderile in fier sunt neglijate, puterea absorbita fiind practic egala cu pierderile nominale de putere in infasurari.

2.PROCEDEU EXPERIMENTAL

Se identifica transformatoarele existente in laborator notandu-se tipul si datele nominale: S_n, U_1n/U_2n, I_1n/I_2n, f_n

Se efectueaza probe de mers in gol pentru un transformator monofazat ale carui date sunt cunoscute.

Se determina factorul de putere, impedanta, rezistenta si reactanta de scurtcircuit cu relatiile: