电机学变压器实验报告Word格式.doc
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1.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?
2.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?
3.如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。
三、实验项目
1.空载实验
测取空载特性I0=f(U0),P0=f(U0)。
2.短路实验
测取短路特性IK=f(UK),PK=f(UK)。
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。
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- 电机 变压器 实验 报告