电机学实验一：单相变压器的特性实验

一、实验目的

通过变压器的空载实验和短路实验，确定变压器的参数、运行特性和技术性能。

二、实验内容

1．空载实验

（1）测取空载特性I0、P0、cos0=f(U0) （2）测定变比

2．测取短路特性：UK=f(IK)，PK=f(IK)

三、实验说明

1．实验之前请仔细阅读附录中多功能表的使用说明。

2．实验所用单相变压器的额定数据为：SN=1KVA，U1N/U2N=380/127V。 1) 单相变压器空载实验 （1） 测空载特性

图2-1为单相变压器空载实验原理图，高压侧线圈开路，低压侧线圈经调压器接电源。本实验采用多功能表测量电路中的电压、电流和功率。接线时，功率表A相电流测量线圈串接在主回路中，功率表Ua接到三相调压器输出端a端上，多功能表Ub、Uc和Un短接后接到三相调压器输出端N端上，调压器的N端和电网的N端短接。

实验步骤：

① 请参照图1-1正确接线

② 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，逐渐升高调压器的输出电压，使U0（低压侧空载电压）由0.7U2N（0.7*127V=90V）逐步调

节到1.1U2N (1.1*127V=150V)，中间分数次（至少7次）测量出空载电压U0，空载电流I0及空载损耗P0，测量数据记入表1-1。

* 在额定电压测量出一组空载数据。 * U0，I0，P0 可以从三相多功能表直接读取。 * 注意实验时空载电压只能单方向调节。 ③实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。 （2）测定变比

1

变压器高压侧绕组开路，低压侧绕组接至电源，经调压器调到额定电压U2N，用万用表测出高压侧、低压侧的端电压，从而可确定变比K。接线图可直接用变压器空载实验接线图。

2) 单相变压器短路实验

实验接线原理如图1-2所示，低压线圈短路，高压线圈经调压器接至电源。 实验步骤：

① 请参照实验接线图1-2正确接线

② 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，缓慢调高电压，使短路电流由1.2I1N

（

1.2*2.63A=3.15A

）

升

高

到

0.5I1N

（0.5*2.63A=1.31A），中间分数次（至少5次）测量短路电压UK，短路电流IK及短路损耗PK，测量数据记入表1-2中。

③ 实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。 * 实验时，为减少因线圈发热引起线圈电阻值的变化而产生误差，短路实验应尽快进行，记下室温 ℃。

* 注意：由于短路实验时电压较小时，多功能表不能测取。在电压小于10V时，用万用表量取电压值。

表1-1 序号 1 2 3 4 5 6 7

表1-2 室温℃= 序号 1 UK(V) 2

U0(V) I0(A) P0(W) IK(A) PK(W)

2 3 4 5 四、思考题

1．在空载实验及短路实验的接线原理图中，为什么将电压表、电流表及功率表的前后位置作这样的布置，试说明其原因。在空载和短路实验中选择仪表量程时应注意什么问题。

2．为什么做空载实验时电压常常加在低压边？而短路实验时电压加在高压边？

五、实验报告要求

1．作出单相变压器空载特性曲线。

I0、P0、cos0=f(U0)，曲线中各量最好用标么值（以下同）。 2．作出单相变压器线圈温度为室温℃时的短路特性曲线。 3．计算线圈温度为75℃时的参数。

根据短路试验数据，计算线圈温度为℃时的参数（对应IK=IN，在短路特性曲线上取UK、PK）。

（1-1）

（1-2）

（1-3）

将参数值折算到75℃：

（1-4） （1-5）

对铝线线圈，（2-4）式中的铜线线圈对应常数235应换成228。相应有

3

（1-6）

（1-7）

（1-8） （1-9）

（1-10）

4．根据短路数据，算出额定负载（满载）及cos2=1时的电压变比率U%：

（1-11）

5．根据空载数据及对应75℃时的PK，算出cos2=1时的变压器效率曲线。

(1-12)

取=0.2，0.4，0.8，1.0，1.2，算出各效率，作出效率曲线。

6．计算额定电压对应的励磁参数（有关数据从空载特性上取得）。

4

5