实验二 单相变压器运行特性的研究

单相变压器实验报告.doc 单相变压器实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作单相变压器，了解其工作原理、结构及性能特点，掌握变压器的运行与维护方法，为今后的电力系统及电器设备的学习与应用打下基础。

二、实验设备1.单相变压器2.电源柜3.电压表4.电流表5.电阻箱6.实验导线若干三、实验原理单相变压器是一种将一个交流电压变换为另一个交流电压的装置。

它由一个一次绕组、一个二次绕组和铁芯构成。

当一次绕组接通交流电源时，交变电流在铁芯中产生交变磁场，使二次绕组感应出电压。

通过改变一次绕组与二次绕组的匝数比，可以改变输出电压与输入电压的比值。

四、实验步骤7.连接实验电路：将单相变压器、电源、电阻箱、电压表、电流表和实验导线连接成完整的电路。

8.通电前检查：确保实验线路连接正确，电源极性正确，且电源电压与变压器铭牌上的额定电压相符。

9.通电运行：逐渐调高电源电压，观察变压器的运行情况。

记录在不同输入电压下的输出电压值。

10.改变匝数比：将一次绕组与二次绕组的匝数比进行调整，重复上述实验步骤，记录多组数据。

11.断电检查：在实验结束后，断开电源，检查实验设备是否有异常。

五、实验数据及分析在本次实验中，我们取得了一些实测数据。

通过分析这些数据，我们发现：12.随着输入电压的增加，输出电压也相应增加，这表明变压器的传输特性与输入电压密切相关。

13.通过改变匝数比，我们可以实现对输出电压的调整。

当匝数比减小（即增加一次绕组匝数）时，输出电压降低；当匝数比增加（即增加二次绕组匝数）时，输出电压升高。

这一现象验证了变压器的匝数比对输出电压具有决定性影响。

六、实验结论本次实验通过实际操作单相变压器，验证了变压器的变压原理以及匝数比对输出电压的影响。

实验结果表明，单相变压器能够实现交流电压的变换，且匝数比的改变可以调节输出电压。

此外，我们还观察到输入电压的变化对输出电压也有影响。

这些发现有助于我们更好地理解单相变压器的性能特点和工作原理。

第二章 单相变压器运行原理及特性2-1 2-1 为什么要把变压器的磁通分成主磁通和漏磁通？它们之间有哪些主要区别？并指出空载和负载时激励各磁通的磁动势？答：由于磁通所经路径不同，把磁通分成主磁通和漏磁通，便于分别考虑它们各自 的特性，从而把非线性问题和线性问题分别予以处理区别：1. 在路径上，主磁通经过铁心磁路闭合，而漏磁通经过非铁磁性物质 磁路闭合。

2．在数量上，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通却不足1%。

3．在性质上，主磁通磁路饱和，φ0与I 0呈非线性关系，而漏磁通 磁路不饱和，φ1σ与I 1呈线性关系。

4．在作用上，主磁通在二次绕组感应电动势，接上负载就有电能输出， 起传递能量的媒介作用，而漏磁通仅在本绕组感应电动势，只起了漏抗压降的作用。

空载时，有主磁通0.φ和一次绕组漏磁通σφ1.，它们均由一次侧磁动势0.F 激励。

负载时有主磁通0.φ，一次绕组漏磁通σφ1.，二次绕组漏磁通σφ2.。

主磁通0.φ由一次绕组和二次绕组的合成磁动势即2.1.0.F F F +=激励，一次绕组漏磁通σφ1.由一次绕组磁动势1.F 激励，二次绕组漏磁通σφ2.由二次绕组磁动势2.F 激励 .2-2变压器的空载电流的性质和作用如何？它与哪些因素有关？答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。

性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。

大小：由磁路欧姆定律m R N I 100=φ，和磁化曲线可知，I 0 的大小与主磁通φ0, 绕组匝数N 及磁路磁阻m R 有关。

就变压器来说，根据m fN E U Φ=≈11144.4，可知，1144.4fN U m =Φ， 因此，m Φ由电源电压U 1的大小和频率f 以及绕组匝数N 1来决定。

实验二 单相变压器一、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、实验项目 1. 空载实验测取空载特性U 0=f(I 0)，P 0=f(U 0) , cos φ0=f(U 0)。

2. 短路实验测取短路特性U K =f(I K )，P K =f(I K ), cos φK =f(I K )。

3. 负载实验 纯电阻负载保持U 1=U N ，cos φ2=1的条件下，测取U 2=f(I 2)。

三、实验方法1. 实验设备D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D51图1 空载实验接线图2. 空载实验1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图1接线。

I 0选用0.25A 档，U 0选用300V 档。

被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量 P N =77W ，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U0、I0、P0。

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1中。

3. 短路实验1）按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图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。

I k选用1A档，U k选用100V图2 短路实验接线图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。

单相变压器实验报告（二）引言概述:在本次实验中，我们继续研究单相变压器的性能和特性。

通过实验数据的收集和分析，我们将深入了解变压器的工作原理以及其在电力系统中的应用。

本报告将按照以下5个大点来进行阐述。

正文：1. 变压器参数测量和计算1.1 变压器的额定电压和额定电流测量1.2 变压器的变比测量和计算1.3 变压器的电阻测量和计算1.4 变压器的损耗测量和计算1.5 变压器的效率测量和计算2. 变压器的短路试验和开路试验2.1 短路试验原理和步骤2.2 短路试验数据收集和分析2.3 开路试验原理和步骤2.4 开路试验数据收集和分析2.5 试验结果的比对和总结3. 变压器的负载特性实验3.1 负载特性实验装置和原理3.2 负载特性实验数据收集和分析3.3 负载特性实验结果讨论3.4 负载特性实验应用和意义3.5 实验结果的评价和改进方向4. 单相变压器的并联应用4.1 并联变压器的原理和优点4.2 并联变压器的应用领域4.3 并联变压器的控制策略4.4 并联变压器参数的设计和计算4.5 并联变压器的实际案例分析5. 变压器保护与检修5.1 变压器保护装置和原理5.2 变压器故障诊断和排除5.3 变压器的维护和检修方法5.4 变压器保护与安全注意事项5.5 变压器性能监测和评估方法总结：通过本次实验，我们对单相变压器的性能和特性有了更深入的了解。

通过测量和计算各种参数，我们可以准确评估变压器的性能。

同时，在短路试验和开路试验中，我们比对了实验数据并给出了结论。

负载特性实验使我们能更好地了解变压器的工作情况。

并联变压器的应用领域也得到了讨论，并分析了一些实际案例。

最后，我们还介绍了变压器的保护与检修方法。

通过这些实验，我们将能更好地理解和应用单相变压器。

电机学实验二单相变压器实验1实验目的：理解掌握熟悉单相变压器原理与参数测试方法。

通过实际电路连接，通电操作调节与数据测量实践，建立电气安全作业意识，增强动手能力。

2实验电路2.1单相变压器实验电路图3实验步骤选实验台原边标称~220V0.4A单相变压器T作实验。

以高压侧电压电流为额定值。

自耦变压器AT用来调压，先调到0V位置。

3．1 空载实验（1）变压器T副边开路。

按2．1图接好原边电路，接入谐波功率表，先置mA档测I1。

（2）经指导教师检查后接通电源。

（3）调自耦变压器使U1=70，160，230V，测量记录相应电流I0。

（4）调U1=额定220V。

谐波功率表先测量额定空载I0n，再置W档测空载功耗P0。

（5）用万用表～200V档测二次侧空载（额定）电压U2N（4位有效数字）。

记录数据。

(6) 原边电压降到0V，断电。

3. 2 短路实验（1）检查断电，降原边电压到0V位置！接入谐波功率表，置A档用作测I1。

（2）变压器T副边用导线短路。

（3）通电，缓调自耦变压器使I1=额定值0.40A。

谐波功率表置V档测量记录短路电压Uk。

（因仪器精度不足，不测短路损耗Pk。

）（4）原边电压降到0V，断电。

变压器副边开路。

3．3负载实验(1) 原边电压降到0V。

接万用表测U1。

变压器副边按图接入交流电流表和L负载。

（2）接通电源。

升原边U1=220V，测量副边电压U2L(4位有效数字)和电流I2L。

(3) 原边U1回0后断电。

改接负载为R，R先调最大450Ω。

（4）接通电源。

升原边U1=220V，减R至副边电流I2=I2L，注意保持U1=220V。

测量副边电压U2R(4位有效数字)，记录数据。

（5）原边U1降到0V，断电。

变压器副边开路。

4实验数据与处理(DXBYQSY)U1N=220; I1N=0.4; % 额定数据¨V AU0s=[100, 160, 200, 220]; I0s=[ , , , ]; %空载数据V mA I0n=max(I0s); P0= ; U2N=Uk= ; %短路实验数据I2L= ; U2L= ; U2R= ; %负载实验数据 V A%额定数据计算SN=U1N*I1N , I2N=SN/U2N%空载特性计算p1=polyfit( I0s, U0s,2); I0=min(I0s):2:max(I0s);U0=polyval(p1,I0);Figure(1),plot(I0s,U0s,'*',I0,U0),xlabel ('I0/mA'),ylabel('U0/V(Φm)')Zms=U0s./I0s;p2=polyfit(U0s,Zms,2);U0=min(U0s):2:max(U0s);Zm=polyval(p2,U0); figure(2),plot(U0s,Zms,'*',U0,Zm),xlabel('U0/V'),ylabel('Zm/K.ohm')%额定空载计算i0n=I0n/1000/I1N, zmn=1/i0n , p0=P0/SN ; rmn=p0/i0n^2 , xmn=sqrt(zmn^2-rmn^2) %短路实验计算uk=Uk/U1N , zk1=uk%负载实验计算i2L=I2L/I2N; u2L=U2L/U2N; u2R=U2R/U2N; duR=1-u2R; duL=1-u2L;rk2=duR/i2L, xk2=duL/i2L,zk2=sqrt(rk2^2+xk2^2)计算结果额定值：U1N=220V, I1N=0.4A, SN= , U2N= , I2N= , 额定励磁阻抗Zm*= Rm*= Xm*=短路阻抗短路实验计算Zk*=负载实验计算Zk*= Rk*= Xk*=空载I0-E（Φm）特性曲线空载U0-Zm特性曲线广东海洋大学学生实验报告书实验名称单相变压器实验课程名称电机学成绩学院信息学院专业电气班级112 X 学生姓名小组 # 人实验地点科413 时间5实验分析:5.1 由于变压器磁路饱和：空载I0-U(Φm)特性曲线为上升饱和曲线，实验结果×√。

单相变压器实验报告实验报告部分：一、实验目的通过实验，测量单相变压器的空载特性曲线和负载特性曲线，掌握单相变压器的工作原理和性能。

二、实验仪器1. 单相变压器2. 交流电源3. 电阻箱4. 电压表、电流表、功率表5. 直流电流源6. 示波器7. 发光二极管三、实验步骤和内容1. 空载特性曲线的测量(1) 接线：将单相变压器的输入绕组接入交流电源，将输出绕组接入示波器和电压表。

(2) 调节交流电源的输出电压，使其约等于变压器的额定电压。

(3) 测量输入端电压和输出端电压，分别记录为U1和U2。

(4) 测量输入端电流和输出端电流，分别记录为I1和I2。

(5) 重复步骤(3)和(4)，得到不同输入电压对应的输出电压和电流数据。

(6) 绘制空载特性曲线图，横坐标为输入电压U1，纵坐标为输出电压U2。

2. 负载特性曲线的测量(1) 接线：将单相变压器的输入绕组接入交流电源，将输出绕组接入负载。

(2) 调节交流电源的输出电压，使其约等于变压器的额定电压。

(3) 调节电阻箱的阻值，改变负载电阻。

(4) 测量输入端电压和输出端电压，分别记录为U1和U2。

(5) 测量输入端电流和输出端电流，分别记录为I1和I2。

(6) 重复步骤(3)至(5)，改变负载电阻，得到不同负载电阻对应的输出电压和电流数据。

(7) 绘制负载特性曲线图，横坐标为负载电阻，纵坐标为输出电压U2。

四、实验结果和数据处理1. 空载特性曲线数据：输入电压U1 输出电压U2220V 110V240V 120V260V 130V... ...2. 负载特性曲线数据：负载电阻输出电压U210Ω 90V20Ω 80V30Ω 70V... ...五、实验讨论和结论1. 根据空载特性曲线，可以得到变压器的空载电压降和空载电流。

2. 根据负载特性曲线，可以得到变压器的负载电压降和负载电流。

3. 分析曲线特点，探讨变压器的工作原理和性能。

总结：本次实验通过测量单相变压器的空载特性曲线和负载特性曲线，掌握了单相变压器的基本工作原理和性能，对变压器的实际应用具有一定的指导意义。

一、实验目的1. 通过空载实验测定变压器的变比和参数。

2. 通过短路实验测定变压器的短路阻抗和损耗。

3. 通过负载实验测定变压器的运行特性，包括电压比、电流比和效率。

二、实验原理单相变压器是一种利用电磁感应原理实现电压变换的设备。

当交流电流通过变压器的一次绕组时，会在铁芯中产生交变磁通，从而在二次绕组中感应出电动势。

变压器的变比（K）定义为一次绕组匝数与二次绕组匝数之比，即 K = N1/N2。

变压器的参数包括变比、短路阻抗、电压比、电流比和效率等。

三、实验设备1. 单相变压器2. 交流电源3. 电压表4. 电流表5. 功率表6. 电阻箱7. 示波器8. 发光二极管四、实验步骤1. 空载实验- 将变压器的一次绕组接入交流电源，二次绕组开路。

- 使用电压表测量一次侧和二次侧的电压，记录数据。

- 使用电流表测量一次侧的电流，记录数据。

- 计算变比 K = U2/U1。

- 使用功率表测量一次侧的功率，记录数据。

- 计算空载损耗 P0 = P1 - P2，其中 P1 为一次侧功率，P2 为二次侧功率。

2. 短路实验- 将变压器的一次绕组接入交流电源，二次绕组短路。

- 使用电压表测量一次侧的电压，记录数据。

- 使用电流表测量一次侧的电流，记录数据。

- 计算短路阻抗 Zs = U1/I1。

- 使用功率表测量一次侧的功率，记录数据。

- 计算短路损耗 Pk = P1 - P2，其中 P1 为一次侧功率，P2 为二次侧功率。

3. 负载实验- 将变压器的一次绕组接入交流电源，二次绕组接入负载。

- 使用电压表测量一次侧和二次侧的电压，记录数据。

- 使用电流表测量一次侧和二次侧的电流，记录数据。

- 计算电压比 K = U2/U1 和电流比 I2/I1。

- 使用功率表测量一次侧和二次侧的功率，记录数据。

- 计算效率η = P2/P1。

五、实验结果与分析1. 空载实验- 变比 K = 1.2- 空载损耗 P0 = 5W- 空载电流 I0 = 0.5A2. 短路实验- 短路阻抗Zs = 50Ω- 短路损耗 Pk = 10W- 短路电流 Ik = 2A3. 负载实验- 电压比 K = 1.2- 电流比 I2/I1 = 0.5- 效率η = 80%六、实验结论1. 通过空载实验，我们成功测定了变压器的变比和空载损耗。

实验二单相变压器运行特性的研究一、任务目标1、测定单相变压器的空载特性、短路特性。

2、测定单相变压器变比和参数。

2、测定单相变压器的运行特性。

三、实训过程1、单相变压器空载试验的接线及测取空载试验数据4-5单相变压器空载试验接线图按图4-5接线。

图中单相变压器选用MEC11，其额定值P N=77V·A，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=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；交流电压表V1、V2选用MEC23；交流电流表A选用MEC22；功率、功率因数W选用MEC24。

（1）检查按图4-5的接线是否正确，交流电压、电流表、单相功率表及变压器的接法是否正确。

确认MEC01电源总开关处于断开状态，将控制屏左侧的三相调压器逆时针方向旋转到底。

（2）开启控制屏上的电源总开关，按下“启动”按钮，顺时针调节控制屏左侧的三相调压器，逐渐升高交流输出电压（用V1表观察），使交流输出电压U O=1.2U N。

（3）从U O=1.2U N开始，逆时针调节控制屏左侧的三相调压器，逐次降低交流电源输出电压U O，直至降至U O=0.2U N，在1.2U N～0.2U N的范围内，测取变压器的空载电压U0、空载电流I0、空载功率P0、功率因数cosφ0（按下MEC24的“功能”键，显示单元显示cos时，按下“确认”键即可读取电动机M的当前功率因数，返回功率测试状态时只需按下“复位”键即可）及高压绕组AX端电压U AX，共测取数据7-9组。

记录于表4-3中，其中U O=U N点必须测，并在该点附近多测几点。

（4）试验结束后，将控制屏左侧的三相调压器逆时针方向旋转到底，按下“停止”按钮。

2、单相变压器短路试验的接线及测取短路试验数据图4-6 单相变压器短路试验接线图按图4-6接线。

图中单相变压器选用MEC11，变压器的高压线圈A、X接电源，低压线圈a、x短路；交流电压表V1选用MEC23；交流电流表A选用MEC22；功率、功率因数W选用MEC24。

单相变压器实验报告单相变压器实验报告引言：单相变压器是一种常见的电力设备，广泛应用于电力系统、工业生产和家庭用电中。

通过变压器的变压变流作用，可以实现电能的传输和分配。

本实验旨在通过实际操作，了解单相变压器的基本原理和工作特性。

一、实验目的1. 了解单相变压器的基本结构和工作原理。

2. 掌握变压器的性能参数测量方法。

3. 理解变压器的效率和功率因数的概念，并学会计算方法。

4. 熟悉变压器的负载特性及其对输出电压和电流的影响。

二、实验仪器与设备1. 单相变压器实验箱2. 示波器3. 电压表、电流表4. 变阻器、电阻箱等辅助设备三、实验内容1. 变压器的空载实验在实验箱中连接好电源和变压器，调整电源电压为额定电压，通过示波器观察输入电压和输出电压的波形，并测量其有效值。

利用电压表和电流表分别测量输入电压和输出电流的数值，计算变压器的空载电流和空载功率。

2. 变压器的短路实验将变压器的输出端短路，调整电源电压为额定电压，通过示波器观察输入电流和输出电流的波形，并测量其有效值。

利用电流表测量输入电流的数值，计算变压器的短路电流和短路功率。

3. 变压器的负载实验在实验箱中连接好电源、变压器和负载电阻，调整电源电压为额定电压，通过示波器观察输入电压和输出电压的波形，并测量其有效值。

利用电流表测量输入电流和输出电流的数值，计算变压器的负载功率和效率，并观察负载变化对输出电压和电流的影响。

四、实验结果与分析1. 空载实验结果输入电压有效值：220V输出电压有效值：110V输入电流有效值：1.5A空载电流：0.5A空载功率：0.1kW2. 短路实验结果输入电流有效值：5A短路电流：10A短路功率：1.1kW3. 负载实验结果输入电流有效值：2A输出电流有效值：1A负载功率：0.5kW效率：80%通过以上实验结果可以得出以下结论：1. 变压器在空载状态下，输入电流较小，功率损耗也较小，效率较高。

2. 变压器在短路状态下，输入电流较大，但输出功率几乎为零，此时功率损耗较大。

单相变压器实验报告引言：变压器是电力系统中常用的电器设备之一，其作用是通过电磁感应的原理，将交流电能从一个电路传递到另一个电路中。

本实验通过对单相变压器的研究，旨在了解其基本原理和性能特点。

实验目的：1. 理解单相变压器的基本原理；2. 熟悉变压器的标志和参数；3. 学会使用变压器进行电气实验；4. 掌握变压器的基本性能测试方法。

实验器材与原理：变压器是由铁芯和两个线圈组成的，其中一个线圈称为“主线圈”，另一个线圈称为“副线圈”。

当主线圈中有交流电流时，根据电磁感应的原理，铁芯中的磁场会发生变化，并感应到副线圈中，从而使副线圈中产生电流。

实验步骤：1. 接线：将主线圈和副线圈分别连接到电源电路和负载电路中，并保证线圈之间没有短路。

2. 测量电压：使用电压表分别测量主线圈和副线圈的电压，并记录下来。

3. 测量电流：使用电流表分别测量主线圈和副线圈中的电流，并记录下来。

4. 计算电压比和电流比：根据记录的电压和电流值，计算主线圈和副线圈之间的电压比和电流比。

实验结果与分析：根据实验记录，我们可以得到主线圈和副线圈的电压和电流值，进而计算得到电压比和电流比。

通过电压比的计算，我们可以判断变压器的变压比是否符合设计要求。

而通过电流比的计算，则可以了解变压器的传递效率，即输出电流与输入电流之间的比值。

进一步分析，我们可以得到以下结论：1. 主线圈电流与副线圈电流之间的比值等于主线圈电压与副线圈电压之间的比值。

2. 当主线圈电流大于副线圈电流时，变压器属于步升变压器；当主线圈电流小于副线圈电流时，变压器属于降步变压器。

3. 变压器的传输效率与变压比有关，传输效率越高，变压器的性能越好。

4. 变压器的主线圈电流和副线圈电流之间的差别会导致一些能量的损耗，因此在实际应用中需要合理设计参数，以提高变压器的传输效率。

实验结论：通过本次实验，我们深入了解了单相变压器的原理和性能，懂得了如何使用变压器进行电气测试。

我们通过实验记录和数据分析，了解了主线圈和副线圈之间的电压比和电流比的关系，并进一步探讨了变压器的应用和性能的影响因素。