电机学变压器实验报告Word文档下载推荐.doc
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3．负载实验
（1）纯电阻负载
保持U1=U1N,cosφ2=1的条件下，测取U2=f（I2）。
四、实验线路及操作步骤
实验线路如图3－1所示，被试变压器选用DT40三组相式变压器，实验用其中的一相，其额定容量PN=76W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.345/1.38A。
变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。
接通电源前，选好所有电表量程，交流电流表使用0.5A挡，功率表选75V，0.75A挡。
将电源控制屏DT01的交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后打开钥匙开头，按下DT01面板上“开”的按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=1．2U2N，然后，逐次降低电源电压，在1.2～0.2U2N的范围内，测取变压器的U0、I0、P0共取11组数据，记录于表2－1中，其中U=U2N的点必测，并在该点附近测的点应密些。
为了计算变压器的变化，在U0=U2N的同时，测出原方电压UAX，取三组数据记录于表3－1中。
表3－1
序号
实验数据
U0（V）
I0（A）
P0（W）
UAX（V）
COSφ0
1
66.20
0.140
3.40
263.0
L0.38
2
60.15
0.112
2.82
237.9
L0.43
3
56.50
0.100
2.50
225.1
L0.46
4
55.00
0.096
2.39
218.0
L0.47
5
53.10
0.090
2.22
211.0
L0.48
6
50.10
0.083
2.00
198.7
L0.50
7
42.95
0.068
1.47
170.0
L0.54
8
38.70
0.062
1.20
153.0
9
31.60
0.052
0.88
125.1
L0.56
10
24.20
0.044
0.54
94.70
11
11.10
0.030
0.11
44.45
图3－1空载实验接线图
2．短路实验：
实验线路如图3－2所示：
变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。
接通电源前，先将交流调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，按上述方法接通交流电源，逐次增加输入电压，直至短路电流等于1.1I1N为止，在0.3～1.1I1N范围内测取变压器的UK、IK、PK，共取7组数据记录于表2－2中，其中Ik=I1N的点必测。
并记下实验时周围环境温度θ（℃）。
周围环境实时温度：
23.3摄氏度。
表3－2
序号
UK（V）
IK（A）
PK（W）
COSφK
7.20
0.103
0.29
L0.41
11.30
0.162
0.79
L0.42
16.57
0.225
1.59
22.37
0.302
2.84
25.50
0.345
3.70
28.20
0.380
4.60
24.30
0.328
3.33
3．负载实验（实际实验时，低压测加电源）
图3－3负载实验接线图
a
x
实验线路如图3－3所示：
变压器高压线圈接电源，低压线圈经过开关S1，接到负载电阻RL。
RL选用DT20（225W），开关S1选用DT26。
接通电源前，将交流电源调节旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻调至最大，然后合上S1，按下接通交流电源的按钮，逐渐升高电源电压，使变压器输出电压U1=U2N，在保持U1=U2N的条件下，逐渐增加负载电流，即减少负载电阻RL的阻值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2，共取7组数据，记录于表3-3中，其中I2=0和I2=I1N两点必测。
负载的搭建方法：
首先将两个负载电阻串联连接，再将另两个负载电阻并联连接，再将两组负载串联起来，调节负载时先调节串联负载的旋钮。
表3－3COSφ2=1U1=UN=55伏
序号
U2（V）
I2（A）
217.0
0.098
213.0
0.124
208.5
0.157
200.8
0.219
193.5
0.290
188.0
0.346
五、注意事项
在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。
在空载实验中，交流电压表选用DT01B，100V档，交流电流表选用DT01B，0.5A档，功率表选用DT01B，量程选择75V、0.5A档。
在短路实验中，电压表选择50V档，电流表选择0.5A档，功率仍选择75V、0.5A档。
短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。
六、实验结果分析与处理
1.计算变比
由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。
K==UAX/Uax
K
66.2
0.14
3.4
263
0.38
3.97281
0.43
3.955112
56.5
0.1
2.5
0.46
3.984071
55
218
0.47
3.963636
53.1
0.09
211
0.48
3.973635
50.1
0.5
3.966068
170
3.958091
38.7
1.2
153
3.953488
31.6
0.56
3.958861
24.2
94.7
3.913223
11.1
0.03
4.004505
对K值求取平均值，结果为3.964，与标称值4相差0.9%。
2.绘出空载特性曲线和计算激磁参数
（1）绘出空载特性曲线U0=f（I0）,P0=f（U0）,COSφ0=f（U0）。
（2）计算激磁参数：
从空载特性曲线上查出对应于U0=U2N时的I0和P0值，并由下式算出激磁参数
此时，I0=0.096A，P0=2.39W。
因此，Rm=259.33欧姆，Zm=572.92欧姆，Xm=510.86欧姆。
2.绘出短路特性曲线和计算短路参数
（1）绘出短路特性曲线UK=f（IK）、PK=（IK）、cosφK=f（IK）。
（2）计算短路参数
从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK=I1N时的UK和PK值，由下式算出实验环境温度为θ（℃）下的短路参数。
此时，Uk=25.50V，Pk=3.70W
折算到低压方
由于短路电阻rK随温度而变化，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。
阻抗电压
IK=I1N时的短路损耗PKN=I1N2rK75℃=0.283W
4．用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到高压方的“Г”型等效电路。
5．变压器的电压变化率Δu
（1）绘出COSφ2=1的外特性曲线U2=f（I2），由特性曲线计算出I2=I2N时的电压变化率Δu。
当I2=0.345A时，U2=188V，因此Δu=13.76%。
（2）根据实验求出的参数，算出I2=I2N、COSφ2=1时的电压变化率Δu。
Δu=0.3726%
将两种计算结果进行比较。
发现两者有巨大的差异。
6.绘出被试变压器的效率特性曲线
（1）用间接法算出COSφ2=0.8不同负载电流时的变压器效率，记录于表3－5中。
I2*PNCOSφ2=P2，单位W；
PKN为变压器IK=IN时的短路损耗，单位W；
P0为变压器U0=UN时的空载损耗，单位W。
（2）由计算数据绘出变压器的效率曲线η=f（I2*）。
表3－5COSφ2=0.8P0=2.39WPKN3.70W
I*2（A）
P2（W）
η
0.2
12.16
82.73%
0.4
24.32
89.08%
0.6
36.48
90.74%
0.8
48.64
91.09%
1.0
60.8
90.90%
72.96
90.43%
七、心得体会
本次实验着重对单相变压器展开了探索，围绕着开路、短路、负载三种情况分别进行试验，得出了励磁电阻、励磁电抗、漏电阻、漏阻抗，并且就此可以得出三相变压器的等效电路。
实验过程中的接线繁而不难，需要两个人密切配合，实际操作中我负责记录读数，指导接线，另一位同学负责接线的具体落实。
此外实验前的预习工作和理论课的学习也非常重要，我们这次的准备做得很充分，进了实验室我们就知道我们需要怎么做，要测量哪些，于是效率非常高，基本上没有遇到什么特别大的实验障碍。
三相变压器
一、实验目的
1.掌握用实验方法测定三相变压器的极性。
2.掌握用实验方法判别三相变压器的联接组。
二、预习要点
1．联接组的定义。
为什么要研究联接组。
国家规定的标准联接组有哪几种。
2．如何把Y/Y-12联接组改成Y/Y-6联接组以及把Y/△-11联接组改为Y/△-5联接组。
三、实验项目
1.测定极性
（1）测定相间极性
（2）测定原、副方极性
2．连接并判定以下联接组
（1）.Y/Y-12
（2）Y/△-11
四、实验线路及操作步骤
被试变压器选用DT41三相芯式变压器，用其中高压和低压两组线圈，额定容量SN=150/150W，UN=220/55V，IN=0.394/1.576A，Y/Y接法。
用万用表的电阻挡测出高、低压线圈12个出线端之间哪两个相通，并观察其阻值。
阻值大为高压线圈，用A、B、C、X、Y、Z标出首末端。
低压线圈标记用a、b、c、x、y、z。
按照图2－8接线，将Y、Z两端点用导线相联，在A相施加约50%U1N的电压，测出电压UBY、UCZ、若UBC=|UBY-UCZ|，则首末端标记正确；
若UBC=|UBY+UCZ|，则标记不对。
须将B、C两相任一相线圈的首末端标记对调。
然后用同样方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出A相首、末端正确的标记。
A
B
C
X
Y
Z
y
z
c
b
三相调压器
图2－8测定相间极性接线图
暂时标出三相低压线圈的标记a、b、c、x、y、z，然后按照图2－9接线。
原、副方中点用导线相连，高压三相线圈施加约50%的额定电压，测出电压UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAX－Uax,则A相高、低压线圈同柱，并且首端A与a点为同极性；
若UAa=UAX+Uax,则A与a端点为异极性。
用同样的方法判别出B、C两相原、副方的极性。
高低压三相线圈的极性确定后，根据要求连接出不同的联接组。
图2－9测定原、副边极性接线图
a）接线图
b）电动势相量图
2、校验联接组
（1）Y/Y-12
图3－4Y/Y-12联接组图
实验线路如图3－4所示：
被试变压器选用DT41三相三线圈芯式变压器，额定容量PN=
150/150/150W，UN=220/63.5/50V，IN=0.394/1.36/1.576A。
实验时只用高、低压两组线圈，中压线圈不用，接通交流电源的操作步骤和单相变压器实验相同，电源接通后，调节外施电压U1=U1N，测取电压UAB、Uab、UBb、UCc、UBc，记录于表3－6中。
表3－6（电压单位：
V）
实验数据
计算数据
UAB
Uab
UBb
UCc
UBc
KL
55.50
13.93
41.80
42.63
51.00
3.98
41.51
49.95
根据Y/Y-12联接组的电动势相量图可得：
为高、低压线圈的线电压之比。
若由上述两式计算出的电压UBb,UCc,UBc的数值与实验测取的数值相同，则表示线圈连接正常，属于Y/Y-12联接组。
a）接线图
2、校验联接组Y/△-11
E
AB
ab
图3－5Y/△-11联接组图
实验线路如图3－5所示，电源接通后，调节外施电压U1=U1N，测取电压UAB、Uab、UBb、UCc、UBc，记录于表3－6中。
表3－7（电压单位：
55.59
8.44
48.71
50.13
49.02
6.59
48.49
根据Y/△-11联接组的电动势相量图可得：
若由上述两式计算出的电压UBb,UCc,UBc的数值与实验测取的数值相同，则表示线圈连接正常，属于Y/△-11联接组。
五、实验结果
１.计算出不同联接组时的UBb,UＣc,UBc的数值与实测值进行比较，判别线圈连接是否正确。
根据表3-6和表3-7所列的实验数据与计算结果，可以清晰地发现计算值和实验值吻合得很好，因此断定线圈的连接是完全正确的。
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