单相变压器实验.docx
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单相变压器实验
实验报告
实验课程名称电机原理与拖动基础实验
开课学院电信学院
指导老师姓名
学生姓名
学生学号
学生专业班级电气132
2014—2015学年第一学期
实验课程名称：
电机原理与拖动基础实验
实验项目名称
单相变压器实验
实验成绩
实验者
专业班级
电气工程及其自动化13-2
同组者
实验日期
2014年11月21日
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、实验仪器及设备
1．实验台主控制屏
2．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）。
3．旋转指示灯及开关板（NMEL-05C）。
4．单相变压器（NMEL-25，额定参数：
U1N/U2N=220V/110V，I1N/I2N=0.4A/0.8A）
5．交流电压表、电流表、功率、功率因数表（NMCL-001）。
三、实验内容及电路
1．单相变压器空载实验
实验线路如图3-1。
A、V2分别为
交流电流表、交流电压表；W为功率表，
需注意电压线圈和电流线圈的同名端，
避免接错线。
实验时，变压器低压线圈2U1、2U2
接电源，高压线圈1U1、1U2开路。
a．在三相交流电源断电的条件下，
将调压器旋钮逆时针方向旋转到底。
并
合理选择各仪表量程。
图3-1空载实验接线图
b．合上交流电源总开关，即按下绿色
“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2U2N。
c．然后，逐次降低电源电压，在（1.2~0.5）U2N的范围内；测取变压器的U0、I0、P0，共取6~7组数据，记录于表3-1中。
其中U0=U2N的点必须测，并在该点附近测的点应密些。
为了计算变压器的变比，在U2N以下读取原方电压的同时测取副方电压U1U1。
1U2，填入表3-1中。
d．测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。
2．单相变压器短路实验
图3-2短路实验接线图
实验线路如图3-2。
（每次改接线路时，都要关断电源）
实验时，变压器T的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。
A、V、W分别为交流电流表、电压表、功率表，选择方法同空载实验。
a．断开三相交流电源，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底，使输出电压为零。
b．合上交流电源绿色“闭合”开关，接通交流电源，逐次增加输入电压，直到短路电流等于1.1I1N
为止。
在（0.5~1.1）I1N范围内测取变压器的UK、IK、PK，共取6~7组数据记录于表3-2中，其中Ik=I1N的点必测。
并记录实验时周围环境温度（oC）。
3．单相变压器负载实验
实验线路如图3-3所示。
变压器T低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1接到负载电阻RL上。
RL选用NMEL-03的两只900Ω电阻相串联。
开关S1采用NMEL-05上的开关，电压表、电流表的选择同空载实验。
图3-3负载实验接线图
a．未合上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底，S1断开，负载电阻值调节到最大。
b．合上交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=U2N=110V，读出此时（空载）的输出电压U2，记录于表3-3中。
c．在保持U1=U2N的条件下，合下开关S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻RL的值，从空载到额定负载（I2=0A~0.4A）范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。
d．测取数据时，I2=0和I2=I1N=0.4A必测，共取数据6~7组，记录于表3-3中。
四、预习思考题
1.写出实验用变压器的主要铭牌数据。
答：
单相变压器（NMEL-25，额定参数：
U1N/U2N=220V/110V，I1N/I2N=0.4A/0.8A）
2.变压器的空载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？
答：
空载实验时，变压器本身并没有输出有功功率，而其本身却消耗了一定的功率。
短路实验时所加电源电压Uk很小，Uk约等于0.15U1N，因而变压器的铁芯处于严重不饱和状态，主磁通比正常运行时小很多，所以励磁电流极小，因此励磁电流和铁耗都完全可以忽略不计，从而可近似认为空载实验时变压器输入的有功功率就等于变压器绕组的铜耗。
3.在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？
答：
在量程范围内，按实验要求电流表串联、电压表并联、功率表串联（同相端短接）。
4.如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗？
答:
空载实验测得的损耗为“铁耗”，短路实验测得为“铜损”
五、实验记录
1.单相变压器空载实验
表3-1
序号
实验数据
计算数据
U0（V）
I0（A）
P0（W）
U1U1。
1U2
1
144
0.921
7.06
254.1
0.053
2
130
0.553
3.58
245.3
0.049
3
120
0.274
1.95
233.5
0.059
4
110
0.124
1.37
219.3
0.100
5
90
0.064
0.83
180.5
0.144
6
70
0.050
0.50
140.5
0.143
7
60
0.020
0.40
118.5
0.333
2.单相变压器短路实验
表3-2室温θ=20oC
序号
实验数据
计算数据
Uk（V）
Ik（A）
Pk（W）
1
16.46
0.440
7.04
0.97
2
15.12
0.400
6.04
0.99
3
13.16
0.350
4.54
0.98
4
11.40
0.302
3.39
0.98
5
10.25
0.272
2.73
0.98
6
9.02
0.23
2.10
0.97
3.单相变压器负载实验
表3-3cosϕ2=1U1=U2N=110V
序号
1
2
3
4
5
6
7
U2（V）
208.5
199.5
198.5
195.3
187.6
182.3
178.5
I2（A）
0
0.118
0.133
0.174
0.278
0.345
0.400
六、实验总结和分析
1.计算实验变压器的变比。
K1=254.1/144=1.76
K2=245.3/130=1.89
K3=233.5/120=1.95
=1.87
2.根据空载实验数据绘空载特性曲线。
Uo=f（Io）
Po=f（Uo）
COSφO=f（Uo）
3.计算励磁参数（写出计算过程）。
4.根据短路实验数据绘短路特性曲线。
UK=f（IK）
PK=f（IK）
COSφK=f（IK）
5.计算短路参数（铜线，写出计算过程）。
6.利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“Γ”型等效电路。
7.计算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=I1N=0.4A时的电压变化率ΔU；
（2）根据实验求出的参数，计算出I2==I1N=0.4A、cosϕ2=1时的电压变化率ΔU。
将两种计算结果进行比较，并分析不同性质的负载对输出电压的影响。
（1）
U2=f（I2）
ΔU=（220-178.5）/220*100%=18.9%
（2）、ΔU=（I1N*RK750C/U1N）*100%*COSφ2=（0.4*45.9/110）*100%=18.7%
由上述记录结果可知经过特性曲线得到的结果比根据参数得到的差不多，说明输出电压基本不不随负载、空载变化或只在接入负载后有轻微下降。
8.你在本实验中主要承担的分工是什么？
期间遇到过什么问题？
如何解决？
9.实验小结、心得和体会。
（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行小结、分析和讨论，提出对实验的进一步想法或改进意见）
答：
实验原始记录粘贴处
（原始数据是指在实验过程中按照实验要求进行测量的、未经任何处理的数据。
要求将实验指导中的记录原始数据的各表格拍照做成图片，粘贴在此处。
）
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