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單相變壓器--變壓器及電機(jī)實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1．通過(guò)空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定變壓器的變比和參數(shù)。
2．通過(guò)負(fù)載實(shí)驗(yàn)測(cè)取變壓器的運(yùn)行特性。
二．預(yù)習(xí)要點(diǎn)
1．變壓器的空載和短路實(shí)驗(yàn)有什么特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)中電源電壓一般加在哪一方較合適？
2．在空載和短路實(shí)驗(yàn)中，各種儀表應(yīng)怎樣聯(lián)接才能使測(cè)量誤差最小？
3．如何用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定變壓器的鐵耗及銅耗？
三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1．空載實(shí)驗(yàn) 測(cè)取空載特性U_O=f(I_O)，P_O=f(U_O)。
2．短路實(shí)驗(yàn) 測(cè)取短路特性U_K=f(I_K)，P_K=f(I)。
3．負(fù)載實(shí)驗(yàn) 保持U₁=U_1N，=1的條件下，測(cè)取U₂=f(I₂)。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器
1．交流電壓表、電流表、功率、功率因數(shù)表
2．三相可調(diào)電阻器
3．單相變壓器
五．實(shí)驗(yàn)方法
1．空載實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器低壓線圈2U1、2U2接電源，高壓線圈1U1、1U2開路。

A、V₁、V₂分別為交流電流表、交流電壓表。其中用一只電壓表，交替觀察變壓器的原、副邊電壓讀數(shù)。
W為功率表，需注意電壓線圈和電流線圈的同名端，避免接錯(cuò)線。
a．未上主電源前，將調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到底。并合理選擇各儀表量程。變壓器T U_1N/U_2N=220V/110V，I_1N/I_2N=0.4A/0.8A。
b．合上交流電源總開關(guān)，即按下綠色“閉合”開關(guān)，順時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U₀=1.2U_N。
c．然后，逐次降低電源電壓，在1.2~0.5U_N的范圍內(nèi)；測(cè)取變壓器的U₀、I₀、P₀，共取6~7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-1中。其中U=U_N的點(diǎn)必須測(cè)，并在該點(diǎn)附近測(cè)的點(diǎn)應(yīng)密些。為了計(jì)算變壓器的變化，在U_N以下測(cè)取原方電壓的同時(shí)測(cè)取副方電壓，填入表2-1中。
e．測(cè)量數(shù)據(jù)以后，斷開三相電源，以便為下次實(shí)驗(yàn)作好準(zhǔn)備。
表2-1

序號(hào) 實(shí)     驗(yàn)     數(shù)     據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù)

U₀（V） I₀（A） P_O（W） U_1U1_。_1U2

1

2

3

4

5

6

7

2．短路實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)線路如圖2-2。（每次改接線路時(shí)，都要關(guān)斷電源）
實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器T的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。
A、V、W分別為交流電流表、電壓表、功率表，選擇方法同空載實(shí)驗(yàn)。

a．未上主電源前，將調(diào)壓器調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底。
b．合上交流電源綠色“閉合”開關(guān)，接通交流電源，逐次增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1I_N為止。在0.5~1.1I_N范圍內(nèi)測(cè)取變壓器的U_K、I_K、P_K，共取6~7組數(shù)據(jù)記錄于表2-2中，其中I_K=I_N的點(diǎn)必測(cè)。并記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)周圍環(huán)境溫度（℃）。
表2-2 室溫θ= ^OC

序   號(hào) 實(shí)      驗(yàn)     數(shù)     據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù)

U（V） I（A） P（W）

1

2

3

4

5

6

3．負(fù)載實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)線路如圖2-3所示。
變壓器T低壓線圈接電源，高壓線圈接到負(fù)載電阻R_L上。R_L選用NMEL-03的兩只900Ω電阻相串聯(lián)，電壓表、電流表、功率表（含功率因數(shù)表）的選擇同空載實(shí)驗(yàn)。
a．未上主電源前，將調(diào)壓器調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，斷開負(fù)載電阻，負(fù)載電阻值調(diào)節(jié)到最大。
b．合上交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U₁=U_N=110V。
c．在保持U₁=U_N的條件下，端口電源，接上負(fù)載電阻，合上交流迪娜元，逐漸增加負(fù)載電流，即減小負(fù)載電阻R_L的值，從空載到額定負(fù)載范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的輸出電壓U₂和電流I₂。
d．測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，I₂=0和I₂=I_2N=0.8A必測(cè)，共取數(shù)據(jù)6~7組，記錄于表3-3中。
表3-3 =1 U₁=U_N=110V

序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7

U₂（V）

I₂（A）

六．注意事項(xiàng)
1．在變壓器實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意電壓表、電流表、功率表的合理布置。
2．短路實(shí)驗(yàn)操作要快，否則線圈發(fā)熱會(huì)引起電阻變化。
七．實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1．計(jì)算變比
由空載實(shí)驗(yàn)測(cè)取變壓器的原、副方電壓的三組數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。
K=U1u1.1U2／U2u1.2u2
2．繪出空載特性曲線和計(jì)算激磁參數(shù)
（1）繪出空載特性曲線U_O=f(I_O)，P_O=f(U_O)，=f(U_O)。
式中：
（2）計(jì)算激磁參數(shù)
從空載特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于Uo=U_N時(shí)的I_O和P_O值，并由下式算出激磁參數(shù)

3．繪出短路特性曲線和計(jì)算短路參數(shù)
（1）繪出短路特性曲線U_K=f(I_K)、P_K=f(I_K)、=f(I_K)。
（2）計(jì)算短路參數(shù)。
從短路特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于短路電流I_K=I_N時(shí)的U_K和P_K 值，由下式算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為θ（^OC）短路參數(shù)。

折算到低壓方, ,
由于短路電阻r_K隨溫度而變化，因此，算出的短路電阻應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度75^OC時(shí)的阻值。

式中：234.5為銅導(dǎo)線的常數(shù)，若用鋁導(dǎo)線常數(shù)應(yīng)改為228。
阻抗電壓

I_K=I_N時(shí)的短路損耗
4．利用空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“Γ”型等效電路。
5．變壓器的電壓變化率ΔU
(1)繪出=1和外特性曲線U₂=f(I₂)，由特性曲線計(jì)算出I₂=I_2N時(shí)的電壓變化率ΔU