1、電力電子技術綜合電機學實 驗 講 義湘南學院物電系電工電子實踐教學中心2012 年目錄第一章電機及電氣技術實驗的基本要求和安全操作規程 1§ 1.1 實驗的基本要求1§ 1.2 實驗安全操作規程2第二章直流電機實驗 3§ 2.1 認識實驗3§ 2.2 直流并勵電動機7第三章 變壓器實驗 11§ 3.1 單相變壓器11§ 3.2 三相變壓器17§ 3.3 三相變壓器的聯接組和不對稱短路24§ 3.5 變壓器的并聯運行37第四章 異步電機實驗 39§ 4.1 三相鼠籠異步電動機的工作特性和參數測定39

2、7; 4.2 三相異步電動機的起動與調速47第五章 同步電機實驗 52§ 5.1 三相同步發電機的運行特性52§ 5.2 三相同步發電機的并網運行57§ 5.3 三相同步電動機62§ 5.4 三相同步電機參數的測定66第一章 電機及電氣技術實驗的基本要求和安全操作規程§ 5.5 實驗的基本要求電機及電氣技術實驗課的目的在于培養學生掌握基本的實驗方法與操作技能。 培養學生能根據實驗目的，實驗內容及實驗設備來擬定實驗線路， 選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數據，進行分析研究，得出必要結論，從而完成實驗報告。學生在整個實驗過程中，必須集中精力，及

3、時認真做好實驗。現按實驗過程對學生提出下列基本要求。一、實驗前的準備實驗前應復習教科書有關章節，認真研讀實驗指導書 ,了解實驗目的、 項目、方法與步驟， 明確實驗過程中應注意的問題（有些內容可到實驗室對照實驗預習，如熟悉組件的編號，使用及其規定值等），并按照實驗項目準備記錄抄表等。實驗前應寫好預習報告 ,經指導教師檢查認為確實作好了實驗前的準備，方可開始做實驗。認真作好實驗前的準備工作， 對于培養學生獨立工作能力， 提高實驗質量和保護實驗設備都是很重要的。二、實驗的進行1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進行，每組由23人組成，實驗進行中的接線、調節負載、保持電壓或電流、 記錄數據等工

4、作每人應有明確的分工， 以保證實驗操作協調， 記錄數據準確 可靠。2、選擇組件和儀表實驗前先熟悉該次實驗所用的組件， 記錄電機銘牌和選擇儀表量程， 然后依次排列組件 和儀表便于測取數據。3、按圖接線根據實驗線路圖及所選組件、儀表、 按圖接線， 線路力求簡單明了， 一般按接線原則是 先接串聯主回路，再接并聯支路。為查找線路方便，每路可用相同顏色的導線。4、起動電機，觀察儀表在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度， 并記下倍率，然后按一定規范起動電機， 觀察所有儀表是否正常（如指針正、反向是否超滿量程等）。如果出現異常，應立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。5、測取數據預習時對電

5、機的試驗方法及所測數據的大小作到心中有數。正式實驗時,根據實驗步驟逐次測取數據。6、認真負責，實驗有始有終實驗完畢， 須將數據交指導教師審閱。 經指導教師認可后， 才允許拆線并把實驗所用的 組件、導線及儀器等物品整理好。三、實驗報告實驗報告是根據實測數據和在實驗中觀察和發現的問題， 經過自己分析研究或分析討論 后寫出的心得體會。實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結論明確。實驗報告包括以下內容：1、實驗名稱、專業班級、學號、姓名、實驗日期、室溫。2、列出實驗中所用組件的名稱及編號，電機銘牌數據（PN、UN、In、nN）等。3、列出實驗項目并繪出實驗時所用的線路圖，并注明儀表量程，電阻器阻值

6、，電源端捎乒堂編號等。4、數據的整理和計算5、按記錄及計算的數據用坐標紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于 8cmX8cm,曲線要用曲線 尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點仍按實際數據標出。6、根據數據和曲線進行計算和分析，說明實驗結果與理論是否符合，可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結論。實驗報告應寫在一定規格的報告紙上，保持整潔。7、每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導教師批閱。§ 5.6 實驗安全操作規程為了按時完成電機及電氣技術實驗，確保實驗時人身安全與設備安全，要嚴格遵守如下規定的安全操作規程：1、實驗時，人體不可接觸帶電線路。2、接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進

7、行。3、學生獨立完成接線或改接線路后必須經指導教師檢查和允許，并使組內其他同學引起注意后方可接通電源。 實驗中如發生事故， 應立即切斷電源， 經查清問題和妥善處理故障 后，才能繼續進行實驗。4、電機如直接起動則應先檢查功率表及電流表的電流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免損壞儀表或電源。5、 總電源或實驗臺控制屏上的電源接通應由實驗指導人員來控制， 其他人只能由指導 人員允許后方可操作，不得自行合閘。第二章直流電機實驗§2.1 認識實驗一、實驗目的1、學習電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。2、認識在直流電機實驗中所用的電機、儀表、變阻器等組件及使用方法。3、熟悉他勵電動機（

8、即并勵電動機按他勵方式 ）的接線、起動、改變電機轉向與調速的 方法。二、預習要點1、如何正確選擇使用儀器儀表。特別是電壓表電流表的量程。2、直流電動機起動時，為什么在電樞回路中需要串接起動變阻器？不串接會產生什么嚴重后果？3、直流電動機起動時，勵磁回路串接的磁場變阻器應調至什么位置？為什么？若勵磁回路斷開造成失磁時，會產生什么嚴重后果？4、直流電動機調速及改變轉向的方法。三、實驗項目1、了解DD01電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正直流測功機、變阻器、多量 程直流電壓表、電流表及直流電動機的使用方法。2、用伏安法測直流電動機和直流發電機的電樞繞組的冷態電阻。3、直流他勵電動機的起動、調速及

9、改變轉向。四、實驗設備及控制屏上掛件排列順序1、實驗設備序號型號名稱數量1DD03導軌、測速發電機及轉速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流數字電壓、毫安、安培表2件5D42三相可調電阻器1件6D44可調電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關板1件2、控制屏上掛件排列順序D31、D42、D51、D31、D44五、實驗說明及操作步驟1、由實驗指導人員介紹 DDSZ-1型電機及電氣技術實驗裝置各面板布置及使用方法, 講解電機實驗的基本要求，安全操作和注意事項。2、用伏安法測電樞的直流電阻圖2-1測電樞繞組直流電阻接線圖(1)按圖2-1接線，電阻 R用D44上

10、1800和180 串聯共1980 阻值并調至最大。A表選用D31上的直流安培表。開關 S選用D51掛箱上的雙刀雙擲開關。(2)經檢查無誤后接通電樞電源，并調至 220V。調節R使電樞電流達到 0.2A (如果 電流太大，可能由于剩磁的作用使電機旋轉，測量無法進行；如果此時電流太小， 可能由于接觸電阻產生較大的誤差)，迅速測取電機電樞兩端電壓U和電流I。將電機轉子分別旋轉三分之一和三分之二周，同樣測取U、I三組數據列于表 2-1中。2-1 中。(3)增大R使電流分別達到0.15A和0.1A,用同樣方法測取六組數據列于表 取三次測量的平均值作為實際冷態電阻值-1 _-、Ra(Ra1Ra2Ra3)3

11、序號U (V)I (A)R (平均)()Ra (Q)Raref ( Q )1Ra11 =Ra1=Ra12=Ra13=2Ra21 =Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31 =Ra3=Ra32=Ra33=表2-1室溫C表中：11 _、(Ra21Ri22Ra23) Ra3(尺31Ra32Ra33)33Ra1 (Ra11Ra12Ra13)R23(4)計算基準工作溫度時的電樞電阻 由實驗直接測得電樞繞組電阻值， 算到基準工作溫度時的電樞繞組電阻值：此值為實際冷態電阻值。冷態溫度為室溫。按下式換R ，aref235 ref式中Raref 一RaRa 2350換算到基準工作溫度時電樞繞組電電。()。0 re

12、f電樞繞組的實際冷態電阻。()。一基準工作溫度，對于E級絕緣為75 C。0 a實際冷態時電樞繞組的溫度。(C)3、直流儀表、轉速表和變阻器的選擇直流儀表、轉速表量程是根據電機的額定值和實驗中可能達到的最大值來選擇，變阻器根據實驗要求來選用，并按電流的大小選擇串聯、并聯或串并聯的接法。(1)電壓量程的選擇如測量電動機兩端為 220V的直流電壓，選用直流電壓表為 1000V量程檔。(2)電流量程的選擇因為直流并勵電動機的額定電流為1.2A,測量電樞電流的電表 A3可選用直流安培表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A,選用直流毫安表的 200mA量程檔。(3)電機額定轉速為 1600r/min,

13、轉速表選用1800r/min量程檔。(4)變阻器的選擇變阻器選用的原則是根據實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定，電樞回路R1可選用D44掛件的1.3A的90與90 串聯電阻，磁場回路 Rf1可選用D44掛件的0.41A 的900 與900 串聯電阻。4、直流他勵電動機的起動準備按圖2-2接線。圖中直流他勵電動機 M用DJ15,其額定功率 Pn=185W,額定電壓 Un=220V,額定電流In=1.2A,額定轉速nN=1600r/min,額定勵磁電流IfN v 0.16A。校正直流測 功機MG作為測功機使用，TG為測速發電機。直流電流表選用 D31。Rf1用D44的1800 a 阻值作

14、為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。Rf2選用D42的1800 阻值的變阻器作為MG勵磁回路串接的電阻。 R1選用D44的180 阻值作為直流他勵電動機的起動電阻，R2選用D42上的900 串900力口上900并900 共2250 阻值作為 MG的負載電阻。 接好線后，檢查 M、MG及TG之間是否用聯軸器直接聯接好。勵磁電源5、他勵直流電動機起動步驟220V組繞勵并2 f(1)檢查按圖2-2的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正踴。噸動機勵磁回路接線是否牢固。然后，將電動機電樞串聯起動電阻Ri、測功機 MG區府州電阻 R2、及MG的磁場回路電阻 Rf2調到阻值最大位置，M的磁場調節電阻 R

15、fi調到最小位置，斷開開關S,并確認斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關，作好起動準備。(2)開啟控制屏上的鑰匙開關，按下其上方的“啟動”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關，觀察M及MG的勵磁電流值，調節 Rf2使If2等于校正值(100mA)并保持不變,再接通控制屏右下方的電樞電源開關，使M 起動。（ 3 ） M 起動后觀察轉速表指針偏轉方向，應為正向偏轉 ，若不正確，可撥動轉速表上正、反向開關來糾正。調節控制屏上電樞電源 “電壓調節 ”旋鈕，使電動機電樞端電壓為 220 伏。減小起動電阻R1 阻值，直至短接。（4）合上校正直流測功機 MG的負載開關S,調節R2阻值，使MG的負載電流If改 變，

16、即直流電動機 M的輸出轉矩T2改變（調不同的If值，查又應于If2=100mA時的校正 曲線丁2=杷嘰可得到M不同的輸出轉矩 T2值）。（ 5 ）調節他勵電動機的轉速分別改變串入電動機M 電樞回路的調節電阻R1 和勵磁回路的調節電阻Rf1 ，觀察轉速變化情況。（ 6 ）改變電動機的轉向將電樞串聯起動變阻器 R1 的阻值調回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關， 使他勵電動機停機。 在斷電情況下， 將電樞 （或勵磁繞組）的兩端接線對調后， 再按他勵電動機的起動步驟起動電動機， 并觀察電動機的轉向及轉速表 顯示的轉向。六、注意事項1、直流他勵電動機起動時，須將勵磁

17、回路串聯的電阻Rf1 調至最小，先接通勵磁電源,使勵磁電流最大，同時必須將電樞串聯起動電阻Ri調至最大，然后方可接通電樞電源。 使電動機正常起動。起動后，將起動電阻R1 調至零，使電機正常工作。2、直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯的起動電阻Ri 調回到最大值，勵磁回路串聯的電阻Rfi 調回到最小值。給下次起動作好準備。3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。4、 若要測量電動機的轉矩 T2 ， 必須將校正直流測功機MG 的勵磁電流調整到校正值：i00mA ，以便從校正曲線中查出電動機M 的輸出轉矩。七、實驗報告1、畫出直流他勵電動機電

18、樞串電阻起動的接線圖。說明電動機起動時，起動電阻Ri和磁場調節電阻Rfi 應調到什么位置?為什么?2、在電動機輕載及額定負載時，增大電樞回路的調節電阻，電機的轉速如何變化？增大勵磁回路的調節電阻，轉速又如何變化？3、用什么方法可以改變直流電動機的轉向？4、在他勵直流電動機啟動時，為什么要先加勵磁電源后加電樞電源？5、為什么要求直流他勵電動機磁場回路的接線要牢固？起動時電樞回路必須串聯起動變阻器？22直流并勵電動機一、實驗目的1、掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。2、掌握直流并勵電動機的調速方法。二、預習要點1、什么是直流電動機的工作特性和機械特性？2、直流電動機調速原理是什

19、么？三、實驗項目1、工作特性和機械特性保持 U=Un 和 If=IfN 不變，測取 n、T2、刀=f (Ia)、n=f (T2)。2、調速特性(1)改變電樞電壓調速保持 U=Un、If=IfN=常數，T2=常數，測取 n=f (Ua)。(2)改變勵磁電流調速保持U=U n , T2=常數，測取n=f (If)。3、觀察能耗制動過程四、實驗方法1、實驗設備序號型號名稱數量1DD03導軌、測速發電機及轉速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流數字電壓、毫安、安培表2件5D42三相可調電阻器1件6D44可調電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關板1件2、屏上掛件

20、排列順序D31、D42、D51、D31、D443、并勵電動機的工作特性和機械特性(1)按圖2-6接線。校正直流測功機MG按他勵發電機連接，在此作為直流電動機M的負載，用于測量電動機的轉矩和輸出功率。Rf1選用D44的900 阻值，按分壓法接線。Rf2選用D42的900串聯900 共1800阻值。R1用D44的180阻值。R2選用D42的 900 串聯900 再力口 900 并聯900 共2250 阻值。圖2-6直流并勵電動機接線圖(2)將直流并勵電動機 M的磁場調節電阻 Rfi調至最小值，電樞串聯起動電阻Ri調至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關使其起動，其旋轉方向應符合轉速表正向旋轉的

21、要求。(3) M起動正常后，將其電樞串聯電阻 Ri調至零，調節電樞電源的電壓為 220V,調節 校正直流測功機的勵磁電流If2為校正值(100 mA),再調節其負載電阻 R2和電動機的磁場調節電阻Rfi,使電動機達到額定值：U=Un, I=In, n=nN。此時M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。(4)保持U= Un, If=| fN , If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載。測取電動 機電樞輸入電流Ia,轉速n和校正電機的負載電流 If (由校正曲線查出電動機輸出對應轉矩 T2)。共取數據9-10組，記錄于表2-7中。表 27U=Un= V If=IfN= mAIf2=100

22、mA實Ia (A)驗n (r/min)數If (A)據T2 (N m)計P2 (W)算P1 (W)數ri (%)據An (%)4、調速特性(1)電樞繞組串電阻調速1)直流電動機 M運行后，將電阻 Ri調至零，If2調至校正值，再調節負載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻 Rf1,使M的U=U n, Ia=0.5IN, If=IfN記下此時MG的If值。2)保持此時的If值(即T2值)和If=IfN不變，逐次增加 R1的阻值，降低電樞兩端的 電壓Ua,使R1從零調至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua,轉速n和電樞電流Ia。3)共取數據8-9組，記錄于表2-8中表 28 I f= IfN = mAIf=

23、A(T 2=N - m)If2=100mAUa (V)n (r/min )la (A)(2)改變勵磁電流的調速1)直流電動機運行后，將 M的電樞串聯電阻 Ri和磁場調節電阻 Rfi調至零，將 MG 的磁場調節電阻If2調至校正值，再調節M的電樞電源調壓旋鈕和 MG的負載，使電動機M 的U=U n , Ia= 0.5In記下此時的If值。2)保持此時 MG的If值(T2值)和M的U=Un不變，逐次增加磁場電阻阻值：直至n=1.3nN,每次測取電動機的 n、If和la。共取78組記錄于表29中。表 29U=Un= VIf=A(T2= N m)lf2= 100mAn (r/min )If (mA)l

24、a (A)5、能耗制動(1)按圖2-7接線，其中Ri選用D44上90 串90 共180阻值，Rfi選用D44上的900 串900 共1800 阻值，Rl選用D42上900 串900 再加上 900 并900 共2250阻值。圖27并勵電動機能耗制動接線圖(2)把M的電樞串聯起動電阻 R1調至最大，磁使220V短 Rf調至最小位置。S1合向1 端位置，然后合上控制屏下方右邊的電樞電源開關，使電動機起(3)運轉正常后，將開關 S1合向中間位置，使電樞開路。由于電樞開路，電機處于自 由停機，記錄停機時間。(4)將R1調回最大位置，重復起動電動機，待運轉正常后，把 S1合向Rl端，記錄停機 時間。(5

25、)選擇Rl不同的阻值，觀察對停機時間的影響(注意調節R1及Rl不宜太小的阻值，以免產生太大的電流，損壞電機)五、實驗報告1、由表2-7計算出P2和刀，并給出n、T2、刀=f (la)及n=f (T2)的特性曲線。電動機輸出功率：P2 = 0.105nT2式中輸出轉矩 T2的單位為N.m (由If2及If值，從校正曲線 T2=f (If)查得)，轉速n 的單位為r/min。電動機輸入功率：Pi=UI輸入電流：I=Ia+I fN電動機效率：_PL 100%Pn0 nN由工作特性求出轉速變化率：n% 100%nN2、繪出并勵電動機調速特性曲線 n=f (Ua)和n=f (If)。分析在恒轉矩負載時兩

26、種調 速的電樞電流變化規律以及兩種調速方法的優缺點。3、能耗制動時間與制動電阻Rl的阻值有什么關系？為什么？該制動方法有什么缺點？六、思考題1、并勵電動機的速率特性n = f (Ia)為什么是略微下降？是否會出現上翹現象？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？2、當電動機的負載轉矩和勵磁電流不變時，減小電樞端電壓，為什么會引起電動機轉 速降低？3、當電動機的負載轉矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉速的升高，為什 么？4、并勵電動機在負載運行中，當磁場回路斷線時是否一定會出現“飛車”？為什么？第三章變壓器實驗8.1單相變壓器一、實驗目的1、通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數。

27、2、通過負載實驗測取變壓器的運行特性。二、預習要點1、變壓器的空載和短路實驗有什么特點？實驗中電源電壓一般加在哪一方較合適?2、在空載和短路實驗中，各種儀表應怎樣聯接才能使測量誤差最小？3、如何用實驗方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。三、實驗項目1、空載實驗測取空載特性 Uo=f(I °), Po=f(U o) , cos()o=f(U 0)。2、短路實驗測取短路特性 UK=f(I K), PK=f(I K), COS (j) K=f(I K)。3、負載實驗(1)純電阻負載保持 U1 = U N, COS(j) 2=1 的條件下，測取 U2=f(| 2)。(2)阻感性負載保持 U1 = U

28、n, COS(j) 2=0.8 的條件下，測取 U2=f(I 2)。四、實驗方法1、實驗設備序號型號名稱數量1D33數/模交流電壓表1件2D32數/模交流電流表1件3D34-3智能型功率、功率因數表1件4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調電阻器1件6D43三相可調電抗器1件7D51波形測試及開關板1件2、屏上排列順序D33、DJ11、D32、D34-3、D51、D42、D43A55 V空載實驗接線圖圖3-1XUax3、空載實驗(1)在三相調壓交流電源斷電的條件下，按圖3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量Pn=77V A, Uin/U2n=2

29、20/55V , Iin/I2n=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈 a、x接電源，高壓線圈 A、X開路。(2)選好所有測量儀表量程。將控制屏左側調壓器旋鈕向逆時針方向旋轉到底，即將其 調到輸出電壓為零的位置。(3)合上交流電源總開關，按下“啟動”按鈕，便接通了三相交流電源。調節三相調壓 器旋鈕，使變壓器空載電壓 Uo=1.2Un ,然后逐次降低電源電壓，在 1.20.3Un的范圍內， 測取變壓器的U。、屁Po。(4)測取數據時，U=Un點必須測，并在該點附近測的點較密，共測取數據7-8組。記錄于表3-1中。(5)為了計算變壓器的變比，在Un以下測取原方電壓的同時測出副邊電壓數據也記錄于表3

30、-1中。表3-1序 號實驗 數 據計算數據Uo(V)10(A)Po(W)Uax(V)cos (j) 04、短路實驗3-2接線(以后每次(1)按下控制屏上的“停止”按鈕，切斷三相調壓交流電源，按圖呂£三相調壓交流電源改接線路，都要關斷電源)。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。圖3-2短路實驗接線圖(2)選好所有測量儀表量程，將交流調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置。(3)接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN為止，在(0.21.1)IN范圍內測取變壓器的UK、Ik、Pk。(4)測取數據時，Ik=In點必須測，共測取數據6-7組記錄于表3-2中。實驗時記下

31、周圍 環境溫度(C)。表3-2室溫 C序 號實驗數據計算數據Uk (V)Ik (A)Pk (W)cos。K5、負載實驗實驗線路如圖3-3所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經過開關Si和S2,接到負載電阻Rl和電抗Xl上。Rl選用D42上4只900 變阻器相串聯共 3600阻值，Xl選用D43 ,功率因數表選用 D34-3 ,開關Si和S2選用D51掛箱x圖3-3負載實驗接線圖(1)純電阻負載1)將調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置，Si、S2打開，負載電阻值調到最大。2)接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓Ui=Un。3)保持Ui=Un,合上Si,逐漸增加負載電流，即減小負載電阻R

32、l的值，從空載到額定負載的范圍內，測取變壓器的輸出電壓U2和電流12。4)測取數據時，12=0和I2=I2n=0.35A必測，共取數據 6-7組，記錄于表3-3中。表 3-3cos(f)2=1Ui=Un=V序號U2 (V)I2 (A)(2)阻感性負載(cos(2=0.8)1)用電抗器XL和Rl并聯作為變壓器的負載，Si、S2打開，電阻及電抗值調至最大。2)接通交流電源，升高電源電壓至U1=U1n,且保持不變。3)合上S1、S2,在保持U1=Un及cos(j)2=0.8條件下，逐漸增加負載電流，從空載到額 定負載的范圍內，測取變壓器U2和12。4)測取數據時，其I2=0, I2=I2N兩點必測，

33、共測取數據6-7組記錄于表3-4中。表 3-4cos。2=0.8U1=Un=V序號U2 (V)I2 (A)五、注意事項1、在變壓器實驗中，應注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。2、短路實驗操作要快，否則線圈發熱引起電阻變化。六、實驗報告1、計算變比由空載實驗測變壓器的原副邊電壓的數據，分別計算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比KoK=U AX/Uax2、繪出空載特性曲線和計算激磁參數(1)繪出空載特性曲線 U0=f(l0), P0=f(U 0), cos 0=f(U 0)。式中：P0cos 0U 0I 0(2)計算激磁參數從空載特性曲線上查出對應于U0=Un時的|0和P0值，并

34、由下式算出激磁參數rmPoZmXmIoUo1 0,z；r：3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(1)繪出短路特性曲線UK=f(lK)、PK=f(lK)、COS (j) K=f(I K)。(2)計算短路參數從短路特性曲線上查出對應于短路電流IK=IN時的UK和PK值，由下式算出實驗環境溫度為。(C)時的短路參數。ZkrKU KI KPknr'2rK折算到低壓方:ZkZkrK 'K 2X Kk7由于短路電阻 度75 c時的阻值。rK隨溫度變化，因此,算出的短路電阻應按國家標準換算到基準工作溫rK75 CZK75 C234.5 75234.5；r1275 C式中：234.5為銅導線的常

35、數，若用鋁導線常數應改為 228。計算短路電壓(阻抗電壓)百分數UkInZk75 c 100% UnUKrI NrK75 CUn100%u KXI N X KUn100%Ik = In 時短路損耗 PKN= I N2rK75 c4、利用空載和短路實驗測定的參數，畫出被試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。要分離一次側和二次側電阻，可用萬用表測出每側的直流電阻，設R/1為一次繞組的直流電阻折算到二次側的數值，R2為二次繞組的直流電阻。rk已折算到二次側應有限1212R1r7聯立方程組求解可得r/i及也。一次側和二次側的漏阻抗無法用實驗方法分離通常取x4=x2=%25、變壓器的電壓變化率u(1

36、)繪出COS (j) 2=1和COS(|)2=0.8兩條外特性曲線 的電壓變化率U2=f(I 2),由特性曲線計算出I2=I2N時U 20 U 2u U 20100%(2)根據實驗求出的參數，算出 I2=I2N、A u。cos 4 2=1和I2=I2N、COS (j) 2=0.8時的電壓變化率u UKr COS 2Ukx sin將兩種計算結果進行比較，并分析不同性質的負載對變壓器輸出電壓U 2的影響。6、繪出被試變壓器的效率特性曲線(1)用間接法算出cos(f) 2=0.8不同負載電流時白變壓器效率 ，記錄于表3-5中。(1 P0-I-PKN一2一) 100%1 2 PN COS 2P01 2

37、 PKN(W)；(W)o式中：I2 Pn COS 2P2 (W )Pkn為變壓器Ik=I n時的短路損耗P0為變壓器U0=Un時的空載損耗 *I 2 I 2 /I 2 N為副邊電流標么值I *2P2(W)0.20.40.60.81.01.2WWPkn =表 3-5 cos()2=0.8P0=(2)由計算數據繪出變壓器的效率曲線Y =f(I *2)。(3)計算被試變壓器Y= Y max時的負載系數3m注2三相變壓器一、實驗目的1、通過空載和短路實驗，測定三相變壓器的變比和參數。2、通過負載實驗，測取三相變壓器的運行特性。二、預習要點1、如何用雙瓦特計法測三相功率，空載和短路實驗應如何合理布置儀表

38、。2、三相芯式變壓器的三相空載電流是否對稱，為什么？3、如何測定三相變壓器的鐵耗和銅耗。4、變壓器空載和短路實驗時應注意哪些問題？ 一般電源應加在哪一方比較合適?三、實驗項目1、測定變比2、空載實驗測取空載特性 U0L=f(I 0L), Po=f(U 0L),cos (j) 0=f(U 0L)。3、短路實驗測取短路特性 UKL=f(lKL), PK=f(I KL) , COS (j) K=f(I KL )。4、純電阻負載實驗保持 Ul = U N, COS(j) 2=1 的條件下，測取 U2=f(I 2)。四、實驗方法1、實驗設備序號型號名稱數量1D33數/模交流電壓表1件2D32數/模交流電

39、流表1件3D34-3智能型功率、功率因數表1件4DJ12三相芯式變壓器1件5D42三相可調電阻器1件6D51波形測試及開關板1件2、屏上排列順序D33、D32、DJ12、D343、D51、D423、測定變比源電流交壓調相三8DD圖3-4三相變壓器變比實驗接線圖實驗線路如圖3-4所示，被測變壓器選用DJ12三相三線圈心式變壓器，額定容量Pn=152/152/152V- A, Un=220/63.6/55V , I n=0.4/1.38/1.6A , Y/A/Y 接法。實驗時只用高、 低壓兩組線圈，低壓線圈接電源，高壓線圈開路。將三相交流電源調到輸出電壓為零的位置。開啟控制屏上鑰匙開關，按下“啟動

40、”按鈕，電源接通后，調節外施電壓U=0.5Un = 27.5V測取高、低線圈的線電壓Uab、Ubc、Uca、Uab、Ubc、Uca,記錄于表3-6中。計算變比K： KabU ABUabKbcUCUbc圖3-5三相變壓器空載實驗接線圖源電流交壓調相三1ODD表3-6高壓繞組線電壓(V)低壓繞組線電壓(V)變比(K)UabU abKabUbcU bcKbcUcaUcaKcaK CAU caUca(1)將控制屏左側三相交流電源的調壓旋鈕逆時針旋轉到底使輸出電壓為零，按下“停止”按鈕，在斷電的條件下，按圖 3-5接線。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈開路。(2)按下“啟動”按鈕接通三相交流電源，調節電壓

41、，使變壓器的空載電壓 U0l=1.2Un。(3)逐次降低電源電壓，在(1.20.2)Un范圍內， 測取變壓器三相線電壓、線電流和功 率。(4)測取數據時，其中 Uo=Un的點必測，且在其附近多測幾組。共取數據8-9組記錄于表3-7 中。表3-7序 號實 驗 數 據計算數據Uol(V)I ol(A)Po(W)U ol(V)Iol(A)P0(W)cos 0UabUbcUcaI a0Ib0Ic0P01P021234567895、短路實驗(1)將控制屏左側的調壓旋鈕逆時針方向旋轉到底使三相交流電源的輸出電壓為零值。按下“停止”按鈕，在斷電的條件下，按圖 3-6接線。變壓器高壓線圈接電源，低壓線圈直 接

42、短路。(2)按下“啟動”按鈕，接通三相交流電源，緩慢增大電源電壓，使變壓器的短路電流I KL =1.1I No圖3-6三相變壓器短路實驗接線圖(3)逐次降低電源電壓，在 1.10.3In的范圍內，測取變壓器的三相輸入電壓、電流及 功率。(4)測取數據時，其中Ikl=In點必測，共取數據 5-6組。記錄于表3-8中。實驗時記下 周圍環境溫度(C),作為線圈的實際溫度。序 號實 驗 數 據計算數據U KL (V)Ikl (A)Pk(W)Ukl(V)Ikl(A)Pk(W)cos KUabUbcUcaI AKIbkICKPkiPK2表3-8室溫 C6、純電阻負載實驗些位搐改巴省京丁-out!圖3-7三

43、相變壓器負載實驗接線圖(1)將控制屏左側的調壓旋鈕逆時針方向旋轉到底使三相交流電源的輸出電壓為零，按下“停止”按鈕，按圖 3-7接線。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經開關 S接負載電阻Rl, Rl選用D42的1800 變阻器共三只，開關S選用D51掛件。將負載電阻Rl阻值調至最大， 打開開關So(2)按下“啟動”按鈕接通電源，調節交流電壓，使變壓器的輸入電壓Ui=Un。(3)在保持Ui=Uin不變的條件下，合上開關S,逐次增加負載電流， 從空載到額定負載范 圍內，測取三相變壓器輸出線電壓和相電流。(4)測取數據時，其中12=0和I2=In兩點必測。共取數據 7-8組記錄于表3-9中。序 號U2

44、 (V)I2 (A)UabUbcUcaU2IaIbIc12表 3-9Ui=Uin=V;cos。2=1五、注意事項在三相變壓器實驗中，應注意電壓表、電流表和功率表的合理布置。做短路實驗時操作 要快，否則線圈發熱會引起電阻變化。六、實驗報告1、計算變壓器的變比然后取其平均值作為變壓器的變比。根據實驗數據，計算各線電壓之比,KabUabK BCU BCUCKca也 Uca2、根據空載實驗數據作空載特性曲線并計算激磁參數(1)繪出空載特性曲線表3-7中U0L =f(l0L), P0=f(U0L), COS (j) 0=f(U 0L)U 0L1 0LUab Ubc Uca3I a I b I cP01c

45、os3P02P0-3UolIol(2)計算激磁參數從空載特性曲線查出對應于U0L=Un時的I0L和Po值，并由下式求取激磁參數。rmPo3IoZmUoU 0L3I0L中XmZ2 r2Jm mUoU0L .、 rr -一可 ,I 0 I 0L , P0變壓命仝載相電壓，相電流，三相空載功率 電壓，相電流)。接法，以后計算變壓器和電機參數時都要換算成相3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(1)繪出短路特性曲線 式中U KLUkl =f(I kl), U AB U BCPK=f(I KL), COS (J) K=f(I KL)U CAI KLPk3I AK I BK I CK3Pk1Pk2COSK 3

46、U KLIKL(2)計算短路參數從短路特性曲線查出對應于Ikl=In時的Ukl和Pk值，并由下式算出實驗環境溫度。C時的短路參數式中ukU KL,3率。折算到低壓方ZkXkZkPk3IKUkU KL；3I klZK2I KL'2KIN , Pk短路時的相電壓、相電流、三相短路功KrK換算到基準工作溫度下的短路參數r K75。和ZK75。，(換算方法見3-1內容)計算短路電壓百分計算Ik=In時的短路損耗Uku KruKXI N Z K 75 C 100%UnI NK75 CU N100%Un100%Pkn3IrK75 C4、根據空載和短路實驗測定的參數,畫出被試變壓器的“ T”型等效電

47、路。要分離一次側和二次側電阻，可用萬用表測出每相繞組的的直流電阻，然后取其平均值。 設R/i為一次繞組的直流電阻折算到二次側的數值, 次側應有R2為二次繞組的直流電阻。rk已折算到二聯立方程組求解可得k1ri2及2。一次側和二次側的漏阻抗無法用實驗方法分離通常取/ Xkx4 =X2=5、變壓器的電壓變化率(1)根據實驗數據繪出 電壓變化率cos (j) 2=1時的特性曲線 U2=f(I 2),由特性曲線計算出I2=I2N時的U20 U 232 100%U 20(2)根據實驗求出的參數，算出I2=IN, COS()2=1時的電壓變化率(UKr COS 2Ukx sin 2)6、繪出被試變壓器的效

48、率特性曲線(1)用間接法算出在 cos。2=0.8時，不同負載電流時變壓器效率，記錄于表 3-10中。表 3-10 cos (f) 2=0.8P0=WPkn=WI2*P2(W)0.20.40.60.81.01.2(1*P-I2 AN *2) 100%I 2 PN COs 2 P0 I 2 PKN式中I* 2PNCOs (j) 2 = P2Pn為變壓器的額定容量Pkn為變壓器Ikl=In時的短路損耗P0為變壓器的Uol=Un時的空載損耗(2)計算被測變壓器刀=Y max時的負載系數3m°Po. Pkn§3.3三相變壓器的聯接組和不對稱短路一、實驗目的1、掌握用實驗方法測定三相

49、變壓器的同名端。2、掌握用實驗方法判別變壓器的聯接組別。3、研究三相變壓器不對稱短路。4、觀察三相變壓器不同繞組聯接法和不同鐵心結構對空載電流和電勢波形的影響。二、預習要點1、聯接組的定義。為什么要研究聯接組。國家規定的標準聯接組有哪幾種。2、如何把Y/Y-12聯接組改成 Y/Y-6聯接組以及把 Y/A-11改為Y/A-5聯接組。3、在不對稱短路情況下，哪種聯接的三相變壓器電壓中點偏移較大。4、三相變壓器繞組的連接法和磁路系統對空載電流和電勢波形的影響。三、實驗項目1、測定極性2、連接并判定以下聯接組 Y/Y-12(2) Y/Y-6 Y/ A -11 Y/ A -53、不對稱短路Y/Yo-12單相短路(3) Y/Y-12