电机学实验二 变压器
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第1篇一、实验目的1. 了解电机变压器的基本结构和工作原理。
2. 熟悉电机变压器的实验方法和步骤。
3. 掌握电机变压器的主要参数和性能指标。
4. 培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理电机变压器是一种利用电磁感应原理实现电压变换的设备。
它主要由铁芯、线圈和绝缘材料组成。
当原线圈通入交流电流时,铁芯中会产生交变磁场,从而在副线圈中产生感应电动势,实现电压的变换。
三、实验器材1. 电机变压器一台2. 万用表一块3. 电源一台4. 电流表和电压表各一块5. 连接线若干6. 保护装置四、实验步骤1. 连接电路将电机变压器与电源、电流表和电压表连接,确保连接正确无误。
2. 测量空载电流和电压断开负载,通入电源,测量原线圈的空载电流和电压,记录数据。
3. 测量负载电流和电压连接负载,通入电源,测量原线圈和副线圈的负载电流和电压,记录数据。
4. 测量变压器损耗测量原线圈和副线圈的损耗,包括铜损耗和铁损耗,记录数据。
5. 测量变压器的效率计算变压器的效率,即输出功率与输入功率之比。
6. 测量变压器的变比根据原线圈和副线圈的电压,计算变压器的变比。
7. 测量变压器的短路阻抗在副线圈短路的情况下,测量原线圈的电流,计算变压器的短路阻抗。
五、实验数据及分析1. 空载电流和电压原线圈空载电流:I1 = 0.2A原线圈空载电压:U1 = 220V2. 负载电流和电压原线圈负载电流:I1 = 1.0A副线圈负载电流:I2 = 0.5A原线圈负载电压:U1 = 220V副线圈负载电压:U2 = 110V3. 变压器损耗铜损耗:Pcu = I2^2 R2 = 0.5^2 4 = 1W铁损耗:Pre = 0.5W4. 变压器效率效率:η = (P2 / P1) 100% = (110W / 120W) 100% = 91.7%5. 变压器变比变比:k = U1 / U2 = 220V / 110V = 26. 变压器短路阻抗短路阻抗:Zk = U1 / I1 = 220V / 1.0A = 220Ω六、实验结论1. 通过实验,我们了解了电机变压器的基本结构和工作原理。
本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==三相变压器实验报告篇一:三相变压器的参数测定实验报告电机学实验报告——三相变压器的参数测定姓名:张春学号:2100401332 同组者:刘扬,刘东昌实验四三相变压器的参数测定实验一、实验目的1.熟练掌握测取变压器参数的实验和计算方法。
2.巩固用瓦特表测量三相功率的方法。
二、实验内容1.选择实验时的仪表和设备,并能正确接线和使用. 2.空载实验测取空载特性线。
3.负载损耗实验(短路实验)测取短路特性曲线。
三、实验操作步骤 1.空载实验实验线路如图4-3,将低压侧经调压器和开关接至电源,高压侧开路。
接线无误后,调压器输出调零,闭合S1和S2,调节调压器使输出电压为低压测额定电压,记录该组数据于表4-2中,然后逐次改变电压,在(1.2~三条、和三条曲0.5)的范围内测量三相空载电压、电流及功率,共测取7~9组数据,记录于表4-2中。
图4-3 三相变压器空载实验接线图3.负载损耗实验(又叫短路实验)变压器低压侧用较粗导线短路,高压侧通以低电压。
按图4-4接线无误后,将调压器输出端可靠地调至零位。
闭合开关S1和S2,监视电流表指示,微微增加调压器输出电压,使电流达到高压侧额定值,缓慢调节调压器输出电压,使短路电流在(1.1~0.5)的范围内,测量三相输入电流、三相功率和三相电压,共记录5~7组数据,填入表4-3中。
图4-4 三相变压器负载损耗实验接线图四、实验报告:1.分析被试变压器的空载特性。
(1)计算表4-2中各组数据的、和标么值表4-2 空载实验数据(低压侧)(2)根据表4-2中计算数据作空载特性曲线。
、和篇二:实验一三相变压器实验一三相变压器一、实验目的1.通过空载和短路实验,测定三相变压器的变比和参数。
2.通过负载实验,测取三相变压器的运行特性。
二、预习要点1.如何用双瓦特计法测三相功率,空载和短路实验应如何合理布置仪表。
用一台副绕组匝数等于原绕组匝数的假想变压器来模拟实际变压器,假想变压器与实际变压器在物理情况上是等效的。
2)3) 有功和无功损耗不变。
2I实际上的二次侧绕组各物理量称为实际值或折合前的值。
折合后,二次侧各物理量的值称为其折合到一次绕组的折合值。
当把副边各物理量归算到原边时,凡是单位为伏的物理量(电动势、电压等)的归算值等于其原来的数值乘以k;凡是单位为欧姆的物理量(电阻、电抗、阻抗等)的归算值等于其原来的数值乘以k2;电流的归算值等于原来数值乘以1/k。
参数意义220/110V,1R m E 0I 2I ′ U 2I简化等效电路R k 、X k 、Z k 分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗,是二次侧短路时从简化等效电路一次侧端口看进去的电阻、电抗和阻抗。
R k =R 1+2R ′, X k =X 1+2X ′ Z k =R k +j X k应用基本方程式作出的相量图在理论上是有意义的,但实际应用较为困难。
因为,对已经制造好的变压器,很难用实验方法把原、副绕组的漏电抗x 1和x 2分开。
因此,在分析负载方面的问题时,常根据简化等效电路来画相量图。
短路阻抗的电压降落一个三角形ABC ,称为漏阻抗三角形。
对于给定的一台变压器,不同负载下的这个三角形,它的形状是相似的,三角形的大小与负载电流成正比。
在额定电流时三角形,叫做短路三角形。
讨论:变压器的运行分析感性负载时的简化相量图2U ′− 21I I ′−= 2ϕ 1kI r kx I j 1 1U ABC()()1111111121111210211220m2211P U I E I R jX I E I I RE I I I R I R E I I R =⎡⎤=−++⎣⎦=−+′=−−+′′=++ i i i i i()em 222222222222P E I U I R jX I U I I R ′′=′′′′′⎡⎤=++⎣⎦′′′′=+ i i i 有功功率平衡关系,无功功率平衡关系例题一台额定频率为60Hz的电力变压器,接于频率等于50Hz,电压等于变压器5/6倍额定电压的电网上运行,试分析此时变压器的磁路饱和程度、励磁电抗、励磁电流、漏电抗以及铁耗的变化趋势。
变压器实验报告精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-四川大学电气信息学院实验报告书课程名称:电机学实验项目:三相变压器的空载及短路实验专业班组:电气工程及其自动化105,109班实验时间: 2014年11月21日成绩评定:评阅教师:电机学老师:曾成碧报告撰写:一、实验目的:1 用实验方法求取变压器的空载特性和短路特性。
2 通过空载及短路实验求取变压器的参数和损耗。
3 计算变压器的电压变化百分率和效率。
4掌握三相调压器的正确联接和操作。
5 复习用两瓦特法测三相功率的方法。
二.思考题的回答1.求取变压器空载特性外施电压为何只能单方向调节不单方向调节会出现什么问题答:因为当铁磁材料处于交变的磁场中时进行周期性磁化时存在磁滞现象。
如果不单方向调节变压器外施电压,磁通密度并不会沿原来的磁化曲线下降,所以会影响实验结果的准确性。
2.如何用实验方法测定三相变压器的铜、铁损耗和参数实验过程中作了哪些假定3.答:变压器的空载实验中认为空载电流很小,故忽略了铜耗,空载损耗近似等于变压器铁耗Fe P P ≈0,同时忽略了绕组的电阻和漏抗。
空载时的铁耗可以直接用两瓦特法测得,根据公式2003/I P r m ≈可以求得励磁电阻,由003/I U Z m ≈可以求得励磁阻抗,由22k m m r Z X -=可以求得励磁电抗值。
在变压器的短路实验中,由于漏磁场分布十分复杂,故在T 形等效电路计算时,可取k x x x 5.0'21==σσ,且k r r r 5.0'21==。
同时由于外加电压低,忽略了铁耗,故假设短路损耗等于变压器铜耗。
短路损耗k P 可直接由两瓦特法测得,有公式k k k I P r 2/=可得k r ,k k k I U Z 3/=,故k k k r Z x 22-=。
3.空载和短路实验中,为减小测量误差,应该怎样联接电压接线?用两瓦特表法测量三相功率的原理。
电机学(十五课本)第二章 变压器A U S I NN N 5131036310560033322=⨯⨯⨯==.,AI I NN 2963513322===φ额定电压:kVU U N N 7745310311.===φkV U U N N 3622.==φ1)低压侧开路实验:()Ω===212434736800322200..''φI p R mΩ===6147434763002020..''φφI U Z mΩ=-=-=414692124614742222...''''''m mm R Z X折算到高压侧(一次侧):Ω=⨯==21042124916402...''m m R k RΩ=⨯==8123241469916402...''m m X k X一次阻抗基值:Ω===87173235774111.φφN N b I U Z835871721041...===*bm m Z R R ,02698717812321...===*bm m Z X X高压侧短路实验:Ω===057503233180003221.φk k k I p R Ω====9830323355031111.φφφk k k k k I U I U ZΩ=-=-=98100575098302222...k k k R Z X 0032508717057501...===*bk k Z R R ,05490871798101...===*bkk Z X X2)采用近似等效电路,满载且802.cos =ϕ(滞后)时,取0220∠=-∙U U ,则:2873680..arccos ==ϕ,222228736323873691640296...''-∠=-∠=-∠=-∠=-∙ϕϕφφφkI I I N N4242916402057849531787363236586983022200221........''j U kU U k U I Z U k ++=+∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-∠⨯∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=∙∙∙∙φφ若111ϕφφ∠=∙U U ,则:()222214242205.++=kU U φ,而V U U N 577411==φφ从而:V U 60732=,0206073∠=-∙U ,1426073916402420569242....arctan=⨯+=ϕ,V U 4257741.∠=∙φA Z U I mm 768291531785614744257741.....-∠=∠∠==∙∙φ,AI I I I m 0021146376326873632376829153.....'-∠=-∠+-∠=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+==∙∙∙∙φφ3)电压调整率:%.%.%%'56310057746073916405774100577457741002121=⨯⨯-=⨯-=⨯-=∆kU U U U U N N φφ或()()%.%....%sin cos %sin cos %''''554310060054908000325010010010022212222121=⨯⨯+⨯=⨯+=⨯+≈⨯-=∆***ϕϕϕϕφφφk k N k k N N X R I U X I R I U U U U输出功率:kW S P N 448080560022=⨯==.cos ϕ输入功率:kW p p P P Fe cu 845048618448021..=++=++= 额定效率:%.%.%459910084504448010012=⨯=⨯=P P η第三章 直流电机3-11一台他励发电机的转速提高20%,空载电压会提高多少(设励磁电流保持不变)?若为并励发电机,则电压升高的百分值比他励发电机多还是少(设励磁电阻不变)?解:他励发电机Φn C E U e ==0,励磁电流不变,磁通不变,转速提高20%,空载电压会提高20%;并励发电机,f f e R I n C E U ===Φ0,转速提高,空载电压提高,空载电压提高,励磁电流提高,磁通提高,空载电压进一步提高,所以,并励发电机,转速提高20%,空载电压升高的百分值大于他励时的20% 。
课程名称:电机学指导老师:成绩:实验名称:变压器实验实验类型:同组学生姓名:一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的和要求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、实验内容和原理1.实验内容(1)单相变压器空载实验(2)单相变压器短路实验(3)单相变压器负载实验(4)三相变压器绕组极性测定(5)三相变压器连接并校验联接组2.实验原理(1)单相变压器空载试实验实验电路图如下图所示目的:测激磁电阻Rm、激磁电抗Xm方法:将电源电压加载低压绕组上,高压绕组开路。
曲线大致如下图所示:参数计算:空载总阻抗:mm Z Z Z I U Z 222000≈+==⎪⎩⎪⎨⎧===⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-====m m m m m m m m m m N m X k X R k R Z k Z R Z X I p R IU I U Z 2222222222220202002 (2)单相变压器短路实验 实验电路图如下图所示目的:测短路电阻Rk 、短路电抗Xk方法:将电源电压加在高压绕组上,低压绕组短接。
曲线大致如下图所示:参数计算:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=====222121k k k Nk k k k Nk k k k R Z X I p Ip R IU I U Z (3)单相变压器负载实验目的:测定单相变压器运行特性。
方法:为了便于测量和安全,通常将电源电压加在低压绕组上,高压绕组开路。
①变压器的外特性定义:)(,cos ,22211I f U const U U N ===ϕ电压变化率定义:原边接在N U 1、N f 电网上,空载时的副边电压20U 与某一功率因数下副边输出额定电流N I 2时的副边电压 2U 之间的算术差,对副边额定电压的百分比。
%100%1002222220⨯-=⨯-=∆NN N U U U U U U u电压变化率与三个因素有关:)sin cos (2*2**2ϕϕk k X R I u +=∆i. 负载系数ii. 负载性质 iii. 漏阻抗大小②变压器的效率特性定义:)(,cos ,2211I f const U U N ===ηϕ%100)1(%100%10021112⨯+++-=⨯-=⨯=∑cu Fe cu Fe p p P p p P p P P P η忽略副边电压变化对效率的影响之后,则:%100)cos -122*202*2*20⨯+++=k N kp I p S I p I p ϕη(令0*2=dI d η时,max ηη= %100)2cos 21(020max ⨯+-=p S p p p N kϕηkp p I 0*2=(4)三相变压器绕组极性测定若CZBY BC U U U -=,则首末端标记正确;若CZBY BC U U U +=,则标记不对。
须将B 、C 两相任一相线圈的首末端标记对调。
若ax AX Aa U U U -=,则A 相高、低压线圈同柱,并且首端A 与a 点为同极性;若ax AX Aa U U U +=,则A 与a 端点为异极性。
(5)三相变压器连接及校验联接组L abABK U U = ab L Cc Bb U K U U )1(-==1)60cos 21(22+-=︒-+=L L ab L L ab Bb K K U K K U UL abABK U U = )13()30cos 21(22+-=︒-+===L L ab L L ab Bc Cc Bb K K U K K U U U U三、主要仪器设备1. 芯式和组式变压器2. 交流电压表和交流电流表(DT11和DT12)3. 单/三相功率表(DT13)4. 可调负载电阻四、操作方法和实验步骤 1. 单相变压器空载试验电路图如下图所示(1)实验元件参数:单组变压器:选用DT40三相组式变压器额定容量W P N 76=、额定电压变比V U U N N 55/220/21=、额定电流变比A I I N N 38.1/345.0/21= 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75V 、0.5A 档。
(2)实验步骤按下接通按钮,调节交流电源的调压旋钮,使变压器的空载电压N U U 2.10=;然后,逐渐降低电源电压,在1.2UN 和0.2UN 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,为了计算变压器的变比,测取多组数据,其中额定电压点必须测,并在改点附近测的点应密集些。
实验完毕后,按下三相带你元的停止按钮,切断电源,再将三相电源电压调节旋钮调至零位。
2. 单相变压器短路实验 电路图如下图所示(1)实验元件参数交流电压表:选用DT01B ,50V 档 交流电流表:选用DT01B ,0.5A 档功率表:选用DT01B ,量程75V 、0.5A 档。
(2)实验步骤按下接通按钮,逐渐增加电源电压,直至短路电流等于1.1IN ,在0.3IN~1.1IN 范围内,测取变压器的短路电压UK 、短路电流IK 、短路功率PK ,测取几组数据,其中I=IN 点必须测,并记下实验室周围环境温度。
实验完毕后,按下三相带你元的停止按钮,切断电源,再将三相电源电压调节旋钮调至零位。
3. 单相变压器负载试验 电路图如下图所示(1)实验元件参数 负载电阻:选用DT20交流电压表:选用DT01B ,50V 档 交流电流表:选用DT01B ,0.5A 档功率表:选用DT01B ,量程75V 、0.5A 档。
(2)实验步骤 按下接通按钮,调节交流电源调压旋钮,即电源电压逐渐升高,使变压器输入电压U1=U1N ;在保持U1=U1N 的条件下,逐渐减小负载电阻RL 的阻值,进而逐渐增阿基变压器的负载电流,从空载到额定负载的范围内,测取变压器的输出电压U2和地牛I2,测取多组数据,其中I2=0(空载)和I2=I2N (额定)的两点必须测。
实验完毕后,按下三相带你元的停止按钮,切断电源,再将三相电源电压调节旋钮调至零位。
4. 三相变压器绕组极性测定 (1)测定相间极性 电路图如下图所示①实验元件参数被试变压器:选用DT41三相芯式变压器额定容量:W S N 150/150=、额定电压变比V U N 55/220=、额定电流变比A I N 576.1/394.0=、Y/Y 接法交流电压表:选用DT01B ,50V 档 交流电流表:选用DT01B ,0.5A 档功率表:选用DT01B ,量程75V 、0.5A 档。
②实验步骤用A 、B 、C 、X 、Y 、Z 标出首末端。
低压线圈标记用a 、b 、c 、x 、y 、z 。
按照上述电路图接线,将Y 、Z两端点用导线相联,在A 相施加约50V 的电压,测出电压 BY U 、CZ U。
若CZ BY BC U U U -=,则首末端标记正确;若CZBY BC U U U +=,则标记不对。
须将B 、C 两相任一相线圈的首末端标记对调。
然后用同样方法,将B 、C 两相中的任一相施加电压,另外两相末端相联,定出A 相首、末端正确的标记。
(2)测定原、副方极性 实验电路图如下图所示①实验元件参数(同相间极性) ②实验步骤原、副方中点用导线相连,高压三相线圈施加约55V 的电压,测出电压AX U 、ax U 、Aa U ,若ax AX Aa U U U -=,则A 相高、低压线圈同柱,并且首端A 与a 点为同极性;若ax AX Aa U U U +=,则A 与a 端点为异极性。
用同样的方法判别出B 、C 两相原、副方的极性。
5. 三相变压器连接并校验联接组 (1)Y/Y-12实验电路图如下图所示①实验元件参数被试变压器:选用DT41三相三线圈芯式变压器额定容量W P N 150/150/150=、额定电压变比V U N 50/5.63/220=、额定电流变比A I N 576.1/36.1/394.0=②实验步骤实验时只用高、低压两组线圈,中压线圈不用,接通交流电源的操作步骤和单相变压器实验相同,电源接通后,调节外施电压 U 1=U 1N ,测取电压U AB 、U ab 、U Bb 、U Cc 、U Bc (2)Y/△-11电路图如下图所示(1)实验元件参数(同Y/Y-12实验) (2)实验步骤实验时只用高、低压两组线圈,中压线圈不用,接通交流电源的操作步骤和单相变压器实验相同,电源接通后,调节外施电压 U 1=U 1N ,测取电压U AB 、U ab 、U Bb 、U Cc 、U Bc 五、实验数据记录和处理 1. 单相变压器空载实验 0UIP65.900.1503.2961.770.1282.8757.820.1102.5055.280.1012.2755.050.1002.2653.340.0952.1351.140.0881.9449.900.0851.8641.150.0651.2936.760.0581.0430.520.0500.7722.360.0410.4613.620.0310.2010.880.0280.14KUKIKP7.270.1070.309.720.1400.5512.42 0.177 0.88 14.060.2011.1317.420.2471.7220.150.2842.324.三相变压器绕组极性测定(1)测定相间极性(2)测定原副边极性ABUBYUCZU32.3632.3132.91axUbyUczU8.148.158.21AaUBbUCcU24.3024.2424.705. 三相变压器连接及联接组校验 (1)Y/Y-12AB Uab UBb UCc UBc U55.00 13.9741.4343.2050.29AB U ab U Bb UCc UBc U55.16 8.19 48.5650.5949.08六、实验结果与分析 1. 实验数据结果分析(1)单相变压器空载特性:)(00I f U =General model Exp1: f(x) = a*exp(b*x)Coefficients (with 95% confidence bounds): a = 0.01835 (0.01632, 0.02038) b = 0.03125 (0.02928, 0.03323))(00I f P =General model Exp1: f(x) = a*exp(b*x)Coefficients (with 95% confidence bounds): a = 0.2243 (0.1727, 0.2759) b = 0.04146 (0.03745, 0.04546) 激磁参数计算结果:⎪⎩⎪⎨⎧Ω=Ω=Ω=503226551mm m X R Z (2)单相变压器短路特性)(K K U f I =Linear model Poly1: f(x) = p1*x + p2Coefficients (with 95% confidence bounds):p1 = 0.01397 (0.01387, 0.01407)p2 = 0.004153 (0.002151, 0.006156))(K K U f P =General model Exp1: f(x) = a*exp(b*x)Coefficients (with 95% confidence bounds): a = 0.2707 (0.2051, 0.3362) b = 0.1037 (0.09374, 0.1137) 短路参数计算结果:⎪⎩⎪⎨⎧Ω=Ω=Ω=44.6430.2838.70mm m X R Z (3)单相变压器负载特性)(22I f U =Linear model Poly1: f(x) = p1*x + p2Coefficients (with 95% confidence bounds): p1 = -2.292 (-3.799, -0.7852) p2 = 55.66 (55.22, 56.09) 电压变化率:空载时:V U 61.550=,额定电流时:V U 66.542= 所以电压变化率为%72.1%100222=⨯-=∆NN U U U u)(22I f =ηLinear model Poly2:f(x) = p1*x^2 + p2*x + p3Coefficients (with 95% confidence bounds): p1 = -8.338 (-9.529, -7.146) p2 = 5.341 (4.937, 5.746)p3 = 0.01335 (-0.009673, 0.03636) 计算当max ηη=时的负载系数:W p 26.20=,W p KN 33.3=,%4.820==KNm p p β (4)三相变压器相间极性测定BYUCZUBCU48.686.3344.5235.4233.668.48'=-=-=CZ BY BC U U U%87.4%10052.4452.44-35.42=⨯CZUAXU CAU00.260.2660.28'=-=-=AX CZ CA U U U%20.26%10071.271.2-00.2=⨯81.4344.5063.6'=-=-=BY AX AB U U U%71.2%10003.4503.45-81.43=⨯22.2414.836.32'=-=-=ax AX Aa U U U%329.0%10030.2430.24-22.24=⨯16.2415.8-31.32'==-=by BY Bb U U U%330.0%10024.2424.24-16.24=⨯70.2421.891.32'=-=-=cz CZ Cc U U U%00.0%10070.2470.24-70.24=⨯94.3==abABL U U K 03.41)1(''=-==ab L Cc Bb U K U U52.49)1(2'=+-=L L ab Bc K K U U%53.1%,02.5%,72.0===UBc UBc UBb e e e74.6==abABL U U K 28.48)13(2'''=+-===L L ab Bc Cc Bb K K U U U U%63.1%,57.4%,58.0===UBc UCc UBb e e e2. 误差分析(1)在实验调节交流电源电压的时候,通常交流电压表和交流电流表的示数都会很不稳定,这给读数造成非常大的困难,即使待示数稳定之后,读数依然不准确,从而造成了误差。