电 机 实 验 指 导 书
Experiment Guide
河海大学能源与电气学院
实验一 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．预习要点
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UO=f(IO)，PO=f(UO)。 2.短路实验 测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK)。 3.负载实验 (1)纯电阻负载
保持U1=U1N，cos?2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 (2)阻感性负载
保持U1=U1N，cos?2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。
四．实验设备及仪器
1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（含交流电压表、交流电流表） 2．功率及功率因数表（MEL-20或含在主控制屏内）
3．三相组式变压器（MEL-01）或单相变压器（在主控制屏的右下方） 4．三相可调电阻900Ω（MEL-03） 5．波形测试及开关板（MEL-05） 6．三相可调电抗（MEL-08） 五．实验方法 1．空载实验 实验线路如图2-1 主控制屏三相交流电源输出图2-1 空载实验接线图- 1 - 变压器T选用MEL-01三相组式变压器中的一只或单独的组式变压器。实验时，变压器低压线圈2U1、2U2接电源，高压线圈1U1、1U2开路。
A、V1、V2分别为交流电流表、交流电压表。具体配置由所采购的设备型号不同由所差别。若设备为MEL-Ⅰ系列，则交流电流表、电压表为指针式模拟表，量程可根据需要选择；若设备为MEL-Ⅱ系列，则上述仪表为智能型数字仪表，量程可自动也可手动选择。仪表数量也可能由于设备型号不同而不同。若电压表只有一只，则只能交替观察变压器的原、副边电压读数，若电压表有二只或三只，则可同时接上仪表。
W为功率表，根据采购的设备型号不同，或在主控屏上或为单独的组件（MEL-20或MEL-24），接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。
a．在三相交流电源断电的条件下，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底。并合理选择各仪表量程。
变压器T额定容量PN=77W，U1N/U2N=220V/55V，I1N/I2N=0.35A/1.4A
b．合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN
c．然后，逐次降低电源电压，在1.2~0.5UN的范围内；测取变压器的U0、I0、P0，共取6~7组数据，记录于表2-1中。其中U=UN的点必须测，并在该点附近测的点应密些。为了计算变压器的变化，在UN以下测取原方电压的同时测取副方电压，填入表2-1中。
e．测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。 表2-1
实 验 数 据 序 号 1 2 3 4 5 6 7 U0（V） I0（A） Po（W） U1U1。1U2 计算数据 cos?2 2．短路实验 实验线路如图2-2。（每次改接线路时，都要关断电源） 主控制屏三相交流电源输出- 2 - 路实验接线图图2-2 短实验时，变压器T的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。
A、V、W分别为交流电流表、电压表、功率表，选择方法同空载实验。 a．断开三相交流电源，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底，即使输出电压为零。 b．合上交流电源绿色“闭合”开关，接通交流电源，逐次增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN为止。在0.5~1.1IN范围内测取变压器的UK、IK、PK，共取6~7组数据记录于表2-2中，其中I=IK的点必测。并记录实验时周围环境温度（℃）。
表2-2 室温θ= ℃
序 号 1 2 3 4 5 6 实 验 数 据 UK（V） IK（A） PK（W） 计算数据 cos?k 3．负载实验 实验线路如图2-3所示。 变压器T低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电抗XL上。RL选用MEL-03的两只900Ω电阻相串联，XL选用MEL-08。开关S1、S2采用MEL-05的双刀双掷开关，电压表、电流表、功率表（含功率因数表）的选择同空载实验。 主控制屏三相交流电源输出图2-3 负载实验接线图（1）纯电阻负载 a．未上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底，S1、S2断开，负载电阻值调到最大。 b．合上交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN=55V c．在保持U1=UN的条件下，合下开关S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻RL的值，从空载到额定负载范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。 d．测取数据时，I2=0和I2=I2N=0.35A必测，共取数据6~7组，记录于表3-3中。
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表3-3 cos?2=1 U1=UN=55V 序 号 U2（V） I2（A） 1 2 3 4 5 6 7 （2）阻感性负载（cos?2=0.8）（选做）
a．用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，S1、S2打开，电阻及电抗器调至最大，即将变阻器旋钮和调压器旋钮，逆时针调到底。
b．合上交流电源，调节电源输出使U1=U1N
c．合上S1、S2，在保持U1=U1N及cos?2=0.8条件下，逐渐增加负载，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2，共测取数据6-7组记录于表3-4中，其中I2=0和I2=I2N两点必测。
表3-4 cos?2=0.8 U1=U1N=55V 序 号 U2（V） I2（A）
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六．注意事项
1.在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置。 2.短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。
七．实验报告
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=U1U1.1U2／U2U1.2U2 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UO=f(IO)，PO=f(UO)，cos?O=f(UO)。 式中：cos?o?POUOIO
(2)计算激磁参数
从空载特性曲线上查出对应于Uo=UN时的IO和PO值，并由下式算出激磁参数
rm?PoIo2
22Zm?UoIoXm?Zm?rm
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