电机变压器实验.docx
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电机变压器实验
实验四单相变压器实验
一、实验目的
1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。
2、通过负载实验测取变压器的运行特性。
二、实验项目
1、空载实验
2、短路实验
3、纯电阻负载实验
三、实验设备
该实验是在DDSZ-1型电机及电气技术实验装置上完成的。
本次实验使用设备包括：
1、DD01电源控制屏
2、D33挂件
3、D32挂件
4、D34-3挂件
5、DJ11挂件
6、D51挂件
7、D44挂件
本次实验使用DD01电源控制屏上方的交流电源。
D33挂件，共有三个完全相同的多量程指针式交流电压表，本次实验选用其中的二块电
压表。
D32挂件，共有三个完全相同的多量程指针式交流电流表，本次实验选用其中的一块电
流表。
D34-3挂件，共有二个完全相同的单相智能功率表，本次实验选用其中的一块功率表。
五个功能键分别是：
功能键、数位键、数据键、确认键和复位键。
DJ11挂件，由三只相同的单相变压器组成，本次实验选用其中的一只变压器。
D51挂件，由波形测试部分和开关S1、S2、S3组成，本次实验只使用开关S1。
D44挂件由可调电阻器R1、R2，电容器C1、C2和开关S1、S2组成，本次实验只使用可调电阻器R1作为变压器的负载电阻。
四、实验内容及方法
1、空载实验
测取U0=220V时的空载点：
U0、I0、P0、Uax。
空载实验接线图
图4-1空载实验接线图
接线之前，先将电源控制屏左侧的三相调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，将其调到输出电压为零的位置。
变压器一次侧接线：
“三相调压输出”的U端接到功率表I1红色“*”端，从I1蓝色端接到交流电流表“0.25A”黄色端，从电流表黑色“*”端接到变压器一次侧的A端，从变压器一次侧的X端接到“三相调压输出”的W端，将功率表I1红色“*”端和U1红色“*”端相连，将功率表U1蓝色端接到“三相调压输出”的W端，将交流电压表V1的两个输入端分别接到“三相调压输出”的U端和W端。
图4-2变压器一次侧接线
变压器二次侧接线：
将变压器二次侧的a、x端分别和交流电压表V2的两个输入端连接。
选择仪表量程
开启电源总开关，电压表V1的量程选用300V档，V2的量程选用150V档，安培表A的量程选用0.25A档。
D34-3挂件测量功能选择：
首先打开电源开关，当表头出现绿色移动的“P”字时，按下功能键，再按下确认键，就可以进行测量了。
数据测量
将电源控制屏上方的交流“电压指示切换”开关切换到“三相调压输出”位置，按下绿色“启动”按钮，旋转控制屏左侧的三相调压器旋钮，将变压器一次侧电压U0调到220V后，记录变压器一次侧电压U0、电流I0、功率P0和变压器二次侧电压Uax的值。
测量完毕，旋转三相调压器旋钮，将其输出电压调到零，按下红色“停止”按钮。
2、短路实验
测取IK＝0.35A时的短路点：
IK、UK、PK。
短路实验接线图
图4-3短路实验接线图
变压器一次侧接线：
从“三相调压输出”U端接到交流电流表“1A”黄色端，从电流表黑色“*”端接到功率表I1红色“*”端，从I1蓝色端接到变压器一次侧的A端，从变压器一次侧的X端接到“三相调压输出”W端，将功率表U1红色“*”端和I1红色“*”端相连，将U1蓝色端接到“三相调压输出”的W端。
将交流电压表的两个输入端分别接到变压器一次侧的A端和X端。
图4-4变压器一次侧接线图
变压器二次侧接线：
将变压器二次侧a、x端用导线连接。
选择仪表量程
交流电压表的量程选用30V档，交流电流表的量程选用1A档。
D34-3挂件测量功能选择：
开启电源开关，当表头出现绿色移动的“P”字时，按下功能键，再按下确认键。
数据测量
通电之前，先检查控制屏左侧的三相调压器旋钮是否置于最小位置后，再按下绿色“启动”按钮，缓慢旋转三相调压器旋钮，逐渐增加输入电压，并监视电流表A，直到短路电流IK=0.35A为止，记录变压器一次侧电压UK、电流IK和功率PK的值，
并记录当时的环境温度（℃）。
测量完毕，旋转三相调压器旋钮，将其输出电压调到零，按下红色“停止”按钮。
3、纯电阻负载实验
U1=220V，cosφ2＝1的条件下，测取U2＝f（I2）。
纯电阻负载实验接线图
图4-5纯电阻负载实验接线图
变压器一次侧接线：
将“三相调压输出”U端和W端分别接到变压器一次侧A端和X端。
将交流电压表V1的两个输入端分别接到“三相调压输出”U端和W端。
变压器二次侧接线：
从变压器二次侧a端接到交流电流表“2.5A”黄色端,从电流表黑色“*”端接到开关S1“左合”黄色端，从开关S1“左合”绿色端接到变压器二次侧x端。
将交流电压表V2的两个输入端分别接到变压器二次侧的a端和x端。
图4-6纯电阻负载实验接线图
从开关S1“断开”黄色端和绿色端分别接到D44挂件电阻R1的A2端和A1端。
选择仪表量程
交流电压表V1的量程选用300V档，V2的量程选用75V档，交流电流表A的量程选用2.5A档。
数据测量
通电之前，将D42挂件电阻R1调到最大，开关S1置于断开位置。
按下绿色“启动”按钮，旋转三相调压器旋钮，将变压器一次侧输入电压调到220V，读取变压器二次侧输出电压和电流值，记录第一组数据。
图4-7纯电阻负载实验采集数据图
闭合开关S1，记录第二组数据，
逐渐调节减小电阻R1，记录对应的输出电压和电流值，直到I2=1.3A为止，其间共读取5~6组数据。
实验完毕，旋转三相调压器旋钮，将其输出电压调到零，按下红色“停止”按钮，关断电源总开关，
五、实验注意事项：
1、短路实验前务必要将三相调压器旋钮调到输出电压为零的位置，以免损坏仪器设备。
2、短路实验时操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。
六、实验报告要求
1、计算变比
由空载实验测取的变压器一次侧和二次侧电压的数据，计算出变比K。
K＝U1/U20
2、计算激磁参数
用空载实验测取的数据U1、I0、P0值计算出激磁参数，由于空载实验是在高压边做的，所以计算出的激磁参数不必再进行折算。
3、计算短路参数
用短路实验测取的数据IK、、UK、PK值计算出实验环境温度为θ（℃）时的短路参数。
短路电阻rK随温度变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基
准工作温度75℃时的阻值。
式中：
234.5为铜导线的常数,若用铝导线常数应改为228。
4、利用空载实验和短路实验测定的参数，画出被试变压器高压边的“T”型等效电路。
5、画出纯电阻负载时变压器的特性曲线U2=f（I2）。
6、说明在空载实验、短路实验和负载实验时是依据什么来选择电压表、电流表量程的？
7、对实验结果进行分析与讨论。
七、实验结果分析与讨论
1、变压器的空载实验和短路实验有什么特点？
实验中电源电压一般加在哪一方较合适？
2、在空载实验和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？
3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。
4、说明变压器的负载运行特性和负载的性质有什么关系.
5、变压器的负载增加（负载电流增加）时,铁耗及铜耗如何变化?
6、变压器的效率和铁耗及铜耗有什么关系?
单相变压器实验
一、实验目的：
1、学会测变压器变比。
2、理解变压器绕组的概念；掌握测定单相变压器绕组的极性。
二、预习要点：
1、什么是变压器的变比？
2、变压器绕组的极性的定义。
如何用实验方法测定单相变压器绕组的极性？
三、实验项目
1、测变压器变比。
2、测极性：
用直流感应法测量。
四、实验设备：
1、单相实验变压器6V/12V1台
2、万用表1块
3、检流计1块
4、单极开关QS1块
5、实验台B组交流3V、6V
6、干电池1.5V1个
7、连接导线
五、实验线路及操作步骤：
一）测变比
变压器的变压比K是原边电势与副边电势之比，等于原边电压与副边电压之比。
它是变压器的一个重要参数。
①按图1-1接线，将变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。
②合上开关QS，将低压线圈外施电压调至额定电压的50%左右，测量低压线圈Uax及高压线圈电压UAX。
对应不同的输入电压，共读取三组数据记入下表1-1中。
表1-1
序号
Uax（V）
UAX（V）K
1
2
3
二）测极性
1、检流计法
变压器绕组的极性是指变压器原、副绕组在同一磁通的作用下所产生的感应电势之间的相位关系。
①按图1-2接线。
变压器的高压线圈的端点A接电池正极，X端接电池负极，低压线圈的ax接检流计。
②接通开关K，在通电瞬间，注意观察检流计指针的偏转方向，如果检流计的指针正方向偏转，则表示变压器接电池正极的端头和接检流计正极的端头为同极性；如果检流计的指针负方向偏转，则表示变压器接电池正极的端头和接检流计负极的端头为同极性。
实验现象：
2、电压表法
①下图1－3是电压表法极性测试接线图，将X和x点连起来。
在它的原绕组上加适当的交流电压，副绕组开路。
图1－3电压表法极性测试接线图
②用电压表分别测出原边电压U1、副边电压U2和A-a两端电压U3。
若U3=U1+U2，则说明U1和U2同向，X-x为异名端相接，A和a互为异名端，A和x互为同名端；若U3=U1-U2，则说明U1和U2反向，X-x为同名端相接，A和a互为同名端。
采用这种方法，应使电压表的量限大于U1+U2。
将测量数据记入下表1-2中，并说明结论。
表1-2
序号
U1（V）
U2（V）U3（V）
1
2
结论：
六、实验注意事项
1、实验前必须熟悉各实验仪器和仪表的使用方法。
2、实验前要搞清楚实验的方法步骤。
3、通电前，一定要检查实验线路是否正确。
4、用直流感应法测变压器的极性时，宜将高压线圈接电池，以减少电能的消耗，而将低压绕组接检流计，以减少对检流计的冲击。
5、遇异常情况，应立即断开电源，待处理好故障后，再继续实验。
七、实验作业
1、按要求说明实验现象和实验结论。
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