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电机及电气技术实验装置单相变压器实验
电机及电气技术实验装置
单相变压器实验
一、实训目的
1、通过空载和短路实训测定变压器的变比和参数。
2、通过负载实训测取变压器的运行特性。
二、预习要点
1、变压器的空载和短路实训有什么特点？实训中电源电压一般加在哪一方较合适？
2、在空载和短路实训中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？
3、如何用实训方法测定变压器的铁耗及铜耗。
三、实训项目
1、空载实训
测取空载特性U
0
=f(I
0
)，P
0
=f(U
0
) , cosφ
0
=f(U
0
)。
2、短路实训
测取短路特性U
K
=f(I
K
)，P
K
=f(I
K
), cosφ
K
=f(I
K
)。
3、负载实训
（1）纯电阻负载
保持U
1
=U
N
，cosφ
2
=1的条件下，测取U
2
=f(I
2
)。
四、实训方法
1、实训设备
序号
型 号
名 称
数 量
1
DQ45
数/模交流电压表
1件
2
DQ44
数/模交流电流表
1件
3
DQ25
单三相智能功率、功率因数表
1件
4
DQ05
三相组式变压器
1件
5
DQ27
三相可调电阻器
1件
6
DQ31
波形测试及开关板
1件
2、屏上排列顺序
DQ45、DQ44、DQ25、DQ05、DQ27、DQ31
图3-1 空载实训接线图
3、空载实训
1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图3-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DQ05中的一只作为单相变压器，其额定容量 P
N
=77V.A，U
1N
/U
2N
=220/55V，I
1N
/I
2N
=0.35/1.4A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。
2）选好所有电表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。
3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U
0
=1.2U
N
，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2U
N
的范围内，测取变压器的U
0
、I
0
、P
0
。
4）测取数据时，U=U
N
点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表3-1中。
5）为了计算变压器的变比，在U
N
以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表3-1中。
表3-1
序号
实 验 数 据
计算数据
U
0
(V)
I
0
(A)
P
0
(W)
U
AX
(V)
cosφ
0
4、短路实训
1）按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图3-2接线（以后每次改接线路，都要关断电源）。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。
图3-2 短路实训接线图
2）选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。
3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1I
N
为止，在(0.2～1.1)I
N
范围内测取变压器的U
K
、I
K
、P
K
。
4）测取数据时，I
K
=I
N
点必须测，共测取数据6-7组记录于表3-2中。实训时记下周围环境温度(℃)。
表3-2 室温 ℃
序号
实 验 数 据
计 算 数 据
U
K
（V）
I
K
（A）
P
K
（W）
cosφ
K
5、负载实训
实训线路如图3-3所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S
1
和S
2
，接到负载电阻R
L
上。R
L
选用DQ27上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值，功率因数表选用DQ25，开关S
1
选用DQ31挂箱
图3-3 负载实训接线图
（1）纯电阻负载
1）将调压器旋钮调到输出电压为零的位置，S
1
打开，负载电阻值调到最大。
2）接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U
1
=U
N
。
3）保持U
1
=U
N
，合上S
1
，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻R
L
的值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U
2
和电流I
2
。
4）测取数据时，I
2
=0和I
2
=I
2N
=0.35A必测，共取数据6-7组，记录于表3-3中。
表3-3 cosφ
2
=1 U
1
=U
N
= V
序 号
U
2
（V）
I
2
（A）
五、注意事项
1、在变压器实训中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。
2、短路实训操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。
六、实训报告
1、计算变比
由空载实训测变压器的原副方电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。
K=U
AX
/U
ax
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U
0
=f(I
0
)，P
0
=f(U
0
)，cosφ
0
=f(U
0
)。
式中：
（2）计算激磁参数
从空载特性曲线上查出对应于U
0
=U
N
时的I
0
和P
0
值，并由下式算出激磁参数
3、绘出短路特性曲线和计算短路参数
（1）绘出短路特性曲线U
K
=f(I
K
) 、P
K
=f(I
K
)、cosφ
K
=f(I
K
)。
（2）计算短路参数
从短路特性曲线上查出对应于短路电流I
K
=I
N
时的U
K
和P
K
值由下式算出实训环境温度为θ(℃)时的短路参数。
折算到低压方
由于短路电阻r
K
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。
计算短路电压(阻抗电压)百分数
I
K
=I
N
时短路损耗P
KN
= I
N
2
r
K75
℃
4、利用空载和短路实训测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“T”型等效电路。
5、变压器的电压变化率
（1）绘出cosφ
2
=1外特性曲线U
2
=f(I
2
)，由特性曲线计算出I
2
=I
2N
时的电压变化率
（2）根据实训求出的参数，算出I
2
=I
2N
、cosφ
2
=1时的电压变化率Δu。
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