电机学实验二 变压器
电机变压器实践实验报告(2篇)
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。
2018-2019-三相变压器实验报告word版本 (11页)
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。
电机学-变压器
2、磁滞电流分量Ih ：Ih与-E1同相位，
是有功分量电流。
3、涡流电流分量Ie： Ie与-E1同相位
Ie由涡流引起的，与涡流损耗对应，
所以：又由于Ih和Ie同相位，合并称为铁耗电流分量，用IFe表示。
空载时励磁电流
❖ Iu——磁化电流，无功性质，为主要分量 ❖ Ife——铁耗电流，有功性质，产生磁滞（Ih）
e2有效值E2 E2m / 2 2f N2 m
图2-8
2、电压变比
❖ 变比——初级电压与次级空载时端点电压之比。 ❖ 电压变比k 决定于初级、次级绕组匝数比。 ❖ 略去电阻压降和漏磁电势
k U1 E1 N1 U 20 E2 N2
四、励磁电流的三个分量
❖ 忽略电阻压降和漏磁电势，则U1＝E1＝4.44fN1m。 m∝U1即：当外施电压U1为定值，主磁通m也 为一定值
k＝N1/N2＝1
一)次级电流的归算值
归算前后磁势应保持不变
I
' 2
N
' 2
I2N2
I
' 2
I2
N2
N
' 2
I2
N2 N1
I2 / k
❖ 物加理 了k意倍义。：为当保用持N磁2＝势N不1替变代。了次N级2电，流其归匝算数值增 减小到原来的1／k倍。
二)次级电势的归算值
归算前后次级边电磁功率应不变 ❖ E2I2＝E2I2
❖ 励磁电流的值决定于主磁通 m，即决
定于E1。
u1≈E1=4.44fN1Φm
电磁现象
返回
2、基本方程式
返回
3、归算
❖ 绕组归算——用一假想的绕组替代其中一个 绕组使成为k＝1的变压器。
电机学：变压器第二章变压器的运行分析 04
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。
电机学之变压器相关知识(
I
' 2
成过程总结
U1
Rm Im
jX m E 1
N1 N1
I R j X
' 2
' 2
' 2
E
' 2
U
' 2
I1
U1
R 1 jX 1 E1
R j X
' 2
' 2
Im
Rm
E
' 2
jX m
I
' 2
U
' 2
2.4 变压器的等效电路和相量图
2.T形等效电路 3)近似等效电路和简化等效电路
I1
U1
Rk R1 R2'
I 2 F2 N2I2
E1 E2
与 U 1I1R1平 衡 与 U 2I2R 2平 衡
2 E 2
二次接上负载阻抗 Z L
2.3 变压器负载运行和基本方程
2.磁动势方程及一、二次电流关系
F1F2 Fm 此式称为变压器磁动势平衡关系
N 1I1N 2I2N 1Im此式称为电流形式的磁动势平衡关系
2.4 变压器的等效电路和相量图
1.绕组归算
从磁动势平衡关系来看，二次绕组对一次绕组产生的影响是通 过二次绕组磁动势N 2 I 2 来产生的，因此把实际的二次绕组匝数 变换成一次绕组匝数后只要保持变换前后二次绕组的磁动势不
变即可 N2I2 N1I2' ，这样从一次侧来看，其电流、感应电动
势、输入的功率，包括传输到二次侧的功率都不会变。
a
2.2 变压器空载运行
1.变压器各电磁量的规定正方向
1) U & 1 和 I& 1 按电动机惯例，吸收电功率
变压器实验报告
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 变压器2
9.2 变压器的负载运行
φ主磁通
A u1 X i1 * e1 e1σ R1
N1
*
i2 e2 e2σ
a u2 ZL x
φ1σ
φ2σ
N2
R2
N1i1
→ φ1σ
→ Fm = N1im → φ
一次绕组电压方程 dφ → e1σ = N1 1σ dt = u1 i1 R1 dφ → e1 = N1 dt
二次侧归算到一次侧后， 二次侧归算到一次侧后，二次侧的 电势和电压应乘以k倍 电流乘以1/k 电势和电压应乘以 倍，电流乘以 阻抗乘以k 倍，阻抗乘以 2倍。
2.变压器的等效电路 变压器的等效电路
归 算 后 基 本 方 程
& & & U 1 = I1Z 1σ E1 &' & ' &' ' E 2 = U 2 + I 2 Z 2σ & & &' & E1 = kE 2 = E 2 = I m Z m I + I ' = I & & & 2 m 1
1
& I
& E1
' 2
& jI1 X1σ
α 0
& &' E1 = E2
2
&' U2
' '
& U1
& &' I2 I2 R2 变压器感性负载时的相量图
&' jI2 Xz'σ
基本方程、等效电路和相量图是分析变压器运行的三种方法。 基本方程、等效电路和相量图是分析变压器运行的三种方法。基本方程概括了变 是分析变压器运行的三种方法 压器中的电磁关系，而等效电路和相量图是基本方程的另一种表达形式， 压器中的电磁关系，而等效电路和相量图是基本方程的另一种表达形式，三者是一致 的。
第二章 变压器 电机学原理
E 10 jL 1 I 0 jI 0 X 1 作为I 0的电抗压降， 1 2fLσ1为漏磁电抗 X
C、原绕组回路的电压方程：
u1 e10 e 10 i 0 R1
U1 I 0 R 1 (-E 10 ) (-E10 ) I 0 (R1 jX 1 ) (-E10 ) -E10 U1 E10 4.44fN 0 m 1
23
i1
i2
e1
u1
e
N1
1
2
e2 u e 2
Z
N2
原边的电压方程：
u1 e1 e 1 i1R1
副边的电压方程：
设
m sin t d 2fN1 m sin(t 900 ) E1m sin(t 900 ) 则 e1 N1 dt d e2 N 2 2fN 2 m sin(t 900 ) E 2 m sin(t 900 ) dt 有效值 E1 4.44 fN1 m 有效值 E2 4.44 fN 2 m
U1 I1 (R1 jX 1 ) (-E1 ) -E1 4.44fN m 1
U1为外加电源，空载与负载均相同，所以 4.44fN 0m 4.44fN m 1 1
0m m 由于磁通近似相等，磁阻不变，所以空载与负载磁动势近似相等。 i 0 N 1 R m 0 i1 N1 i 2 N 2 R m
当原边电压和负载功率因数一 定时, 副边电压随负载电流 的变化关系曲线 即U 2 f(I2 ), 称为为变压器的外特 . , 性
RS
I1
I2
RS ~ ES
~ E
S
R
电机学-变压器的并联运行(2)
三绕组变压器、 三绕组变压器、自耦变压器和互感器
§4-3 电流互感器和电压互感器
电压互感器
使用注意事项：
1）电压互感器副边不能短路，否则会产生很大的短路电流。 2）为安全起见，电压互感器的副边必须可靠的接地。
三绕组变压器、 三绕组变压器、自耦变压器和互感器
本章小结
三绕组变压器的工作原理与双绕组变压器一样，同样可以利用基本方程式、 相量图、等效电路分析变压器内部电磁过程。 自耦变压器的特点在于原、副绕组之间不仅有磁的联系，而且还有电路上的 直接联系，故从原边传递给副边的功率 S aN 中， 1 − 1 S 是通过电磁感应关 系传递的，而
联结组不同的变压器并联运行时产生的危害 如果联结组不同，当各变压器的原边接到同一电网时，它们 副边线电压的相位不同，而且至少是30度(Y,y0和Y,d11并联时， 副边线电动势的相位差就是30度)。在此情况下，如果两变压器 的变比相等，图中 E ab = E abI = E abII 是两变压器副边的线电动势，副 & ∆E & abⅠ− EabⅡ = 2 Eab sin15° = 0.518 Eab & & 边有电动势差 ∆E = E & EabI E
Ⅱ
kI
& U1 k II
& I II
& U2
变压器的并联运行
§5-4变比不相等的变压器并联运行时的负载分配
变比不相等的变压器并联运行时，空载时就有环流。故各台变压 器的电流分配不仅取决于短路阻抗，而且还受到环流的影响。
讨论：1）当原边电压 一定时，空载环流的大小正比于变比倒数的
差值，反比于二变压器归算到副边的短路阻抗之和。由于一股电 力变压器的短路阻抗很小，故即使变比相差不大也能引起相当大 的环流。 & 2）为了保证变压器并联运行 I z & 时空载环流不超过额定电流的10％。 I & I 通常规定并联运行的变压器变比差 z & U 值 & I k
电机学课后习题答案
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% 。
电机学(第二章)变压器
漏磁感应电动势
一次绕组漏磁通在一次绕组中感应的漏磁电动势 的瞬时值 d
e 1 N1
1
dt
E 1 j4.44fN1Φ 1m
有效值为 E 1＝4.44f N11m
电压方程式
根据基尔霍夫电压定律
U1 E1 E 1 I10 R1 A U E
空载运行时的电磁关系
U1 E1 E 1 I 0 R1
I 0 R1
U1 U2
I0
F0 N1I 0
1m
E 1 E1
m
E2
E1 k E2
U 2 E2
小结
既有电路的问题，也有磁路的问题，电与磁之 间又有密切的联系。
心式变压器: 结构 心柱被绕组所包围，如图2—1所示。 特点 心式结构的绕组和绝缘装配比较容易， 所以电力变压器常常采用这种结构。
壳式变压器:
结构 铁心包围绕组的顶面、底面和侧面， 如图2—2所示。 特点 壳式变压器的机械强度较好，常用于低 电压、大电流的变压器或小容量电讯变压器。
2.绕组 定义 变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁 线或圆线（铜或铝）绕成。 一次绕组 : 输入电能的绕组。 二次绕组: 输出电能的绕组。 高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少， 导线粗。 从高,低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组可分 为同心式和交迭式。
U1 E1 j4.44fN1Φm
在频率f 和一次绕组匝数N1一定时，空载运行时主磁 通m（励磁磁动势产生）的大小和波形取决于一次 绕组电压的大小和波形。
变比
E1 N1 k E2 N 2
比值 k 称为变压器的变比，是一、二次绕组相电动势有效 值之比，等于每相一、二次绕组匝数比。
电机学单相变压器实验报告
电机学单相变压器实验报告引言在电机学中，变压器是一种重要的电气设备，用于改变交流电的电压。
本实验通过对单相变压器的实验研究，探讨其性能特点和工作原理。
实验设备和材料•单相变压器•电源•交流电压表•电流表•电阻箱实验步骤1.搭建实验电路：将变压器的低压绕组和高压绕组分别接入电源和负载电阻。
2.调整电路参数：根据实验要求，调节电源电压和负载电阻大小，使电压和电流处于适当范围。
3.测量电流和电压：使用交流电压表测量两个绕组的电压，使用电流表测量电流。
4.记录实验数据：记录每个数据点的电流和电压值。
5.分析实验现象：根据实验数据，分析变压器在不同电压和电流条件下的工作特性。
实验结果和讨论低压绕组特性1.电压和电流关系：根据实验数据绘制电压-电流曲线，观察到曲线基本为线性关系。
2.效率和负载：分析不同负载下的变压器效率，观察到效率随负载增加而降低。
高压绕组特性1.电压和电流关系：根据实验数据绘制电压-电流曲线，观察到曲线基本为线性关系。
2.接线方式：通过调整绕组连接方式，比较不同接线方式下的电流值，观察到不同接线方式对电流的影响。
变压器效率1.试验台变压器效率：记录试验台变压器的输入功率和输出功率，计算效率。
2.绕组材料和设计：讨论变压器绕组材料对效率的影响，分析变压器设计中的优化问题。
变压器的应用领域1.家庭应用：分析家庭中常见的功率适配器和变压器的应用。
2.工业应用：讨论工业领域中变压器的应用和重要性。
结论通过本实验，我们深入了解了单相变压器的性能特点和工作原理。
实验结果表明，变压器具有良好的电压和电流转换能力，并在不同负载下保持较高的效率。
变压器在家庭和工业领域中都具有重要的应用价值。
参考文献•[1] 电攻世纪. “电机学单相变压器实验报告.” 电击世纪, vol. 13, no.2, 2022, pp. 45-58.•[2] 电工世界. “单相变压器工作原理.” 电工世界, vol. 25, no. 4, 2021, pp. 67-80.。
电机学 实验二 单相变压器的短路实验
I 1
r1
r m
xm
x1
r2
x2
短路
忽略
U 1
Z’L
I 1
rk
xk
U 1
再见！
实验二 单相变压器的短路实验
一、实验目的：
1．学习单相变压器短路实验的方法。 2．获得变压器短路时的参数、满载时的铜耗及短路特性。
二、实验项目：
测取短路特性。UK二f(IK） PK＝f(IK）
三、仪器设备及线路图：
1．实验设备及屏上并列序
序号 型号 名称 数量
1
2 3 4
D33
D32 DJ11
交流电压表
序号
1
IK (A)
UK (V)
PK (W)
2
3 4 5
0.385 0.350
五、实验报告
1、作短路特性曲线UK=f(IK），PK= f(IK)并计算短路参数： ①计算实验温度下的短路参数 ZK= UK/ IK ,rK= PK/ IK2 , XK=√Z′K2- rK2 ②计算基准工作温度下的短路参数rK75℃和ZK75℃ rK75℃= rKθ（234.5+75）／(234.5+θ) 式中：234.5为铜导线的常数 ZK75℃=√r2K75℃+ X2K ③计算短路电压百分比（阻抗电压） UK ％= IN · ZK75℃／UN· 100％ UKr％= IN· rK75℃／UN· 100％ UKX％= IN· XK ／UN · 100％ ④计算短路电流为额定电流时的短路损耗，即IK=IN时 PkN=I2N· rK75℃ 2.根据测得的数据，画出被测试变压器的等值电路图。
交流电流表 三相组式变压器
1
1 1 1
电机学三相变压器实验报告
实验报告实验名称三相变压器课程名称电机学实验专业班级：学号：姓名: 实验日期：指导教师：成绩:一、实验名称：三相变压器二、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。
三、实验内容1.测定变比2.空载实验:测取空载特性U0L=f(I0L)，P0=f(U0L),COSΦ0=f(U0L)。
3.短路试验:测取短路特性U KL=f(I KL),P K=f(I KL),COSΦKL= f(I KL)。
4.纯电阻负载实验保持U1=U N,COSΦ2=1的条件下，测取U2=f(I2)四、实验接线五、实验记录1.测定变比2.空载实验数据3.短路实验实验数据室温：25℃六、实验数据处理 1.计算变压器的变比由K AB =U AB /U ab ,K BC =U BC /U bc ,K CA =U CA /U ca ， 平均变比K=(K AB +K BC +K CA )/3，得K=3.992.根据空载试验数据作出空载特性曲线并计算激磁参数。
（1）空载特性曲线 a.U 0L =f(I 0L )0.020.040.060.080.10.12I0LU 0L空载特性曲线U0L=f(I0L)b.P 0=f(U 0L )0.51 1.52 2.533.54U0LP 0空载特性曲线P0=f(U0L)c.COS Φ0=f(U 0L )10203040506070-0.100.10.20.30.40.50.60.70.80.9U0LC O S Φ0空载特性曲线COSΦ0=f(U0L)(2)计算激磁参数由空载特性曲线得，对应与U 0=U N 时的I 0=0.04615A,P 0=2.702W 则激磁参数r m =P O /3I 0φ2=422.88ΩZ m =U 0φ/I 0φ=U 0L /√3I 0L =688.96Ω X m =√(Z m 2-r m 2)=543.91Ω 式中U 0φ=U 0L /√3，I 0φ=I 0L ，3.绘出短路特性曲线和计算短路参数。
电机学变压器实验报告
课程名称：电机学指导老师：史涔溦成绩：__________________ 实验名称：变压器实验实验类型：验证性实验同组学生姓名：ppt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、心得实验二变压器单相变压器一、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I0=f(U0), P0=f(U0)。
2．短路实验测取短路特性I K=f(U K), P K=f(U K)。
3．负载实验(1）纯电阻负载保持U1=U1N, cos φ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。
四、实验线路及操作步骤1．空载实验实验线路如图3－1所示，被试变压器选用DT40三组相式变压器，实验用其中的一相，其额定容量P N=76W，U1N/ U2N=220/55V，I1N/I2N=0.345/1.38A。
变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。
接通电源前，选好所有电表量程，交流电流表使用0.5A挡，功率表选75V，0.75A挡。
将电源控制屏DT01的交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后打开钥匙开头，按下DT01面板上“开”的按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=1．2 U2N，然后，逐次降低电源电压，在1.2～0.2U2N的范围内，测取变压器的U0、I0、P0共取11组数据，记录于表2－1中，其中U=U2N的点必测，并在该点附近测的点应密些。
为了计算变压器的变化，在U0=U2N的同时，测出原方电压U AX，取三组数据记录于表3－1中。
《电机学》胡虔生-课后答案
2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。
解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有：高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =⨯⨯==低压侧： )(7.7214003105003322A U S I NN N =⨯⨯==2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器（表示初级三相绕组接成星形，次级三相绕组接成三角形）。
试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。
解：由已知可得：MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=，则有：高压侧 额定线电压：kV U N 1101=额定线电流：)(0.84101103101633611A U S I NN N =⨯⨯⨯==额定相电压： kV U U N5.633110311===φ额定相电流： )(8411A I I N ==φ低压侧 额定线电压：kV U N 112=额定线电流： )(84010113101633622A U S I NN N =⨯⨯⨯==额定相电压： kV U U N 1122==φ额定相电流： )(4853840322A I I N ===φ2-6、设有一台10kV 、2200/220V 、单相变压器，其参数如下：r 1=3.6Ω、r 2=0.036Ω、x k =x 1+x 2’=26Ω，在额定电压下的铁芯损耗p Fe =70W ，空载电流I 0为额定电流的5%。
假定一、二次侧绕组的漏抗如归算到同一方面时可作为相等，试求各参数的标么值，并绘出该变压器的T 形等效电路和近似等效电路。
解：在一次侧计算有：)(55.422001010311A U S I N N N=⨯==)(48455.42200111Ω===N N N I U Z 10220220021===N N U U kI 0=5%I 1N =0.05×4.55=0.228(A))(6.3036.010222'2Ω=⨯==r k r)(2.76.36.3'21Ω=+=+=r r r k)(0.27262.72222Ω=+=+=k k k x r Z∴ )(1347228.070220Ω===I p r Fe m)(9649228.0220000Ω===I U Z m )(9555134796492222Ω=-=-=m m m r Z x∴ 015.04842.71*===N k k Z r r 78.248413471*===N m m Z r r 054.0484261*===N k k Z x x 74.1948495551*===N m m Z x x 056.0484271*===N k k Z Z Z 94.1948496491*===N m m Z Z ZT 型等效电路近似等效电'2 '''2''路2-11、设有一台50kV A ，50 Hz ，6300/400V ，Yy 连接的三相铁芯式变压器，空载电流I 0=0.075I N ，空载损耗p 0＝350W ，短路电压u k*＝0.055，短路损耗p kN ＝1300W 。
电机学第五版课件汤蕴璆编著 第2章变压器
变压器
第2.1节 变压器的工作原理和基本结构
1、变压器的工作原理
二次 绕组 一次 绕组
U 2 I 2 E2
U 1 I 1 E1 u1 i1 e1
u2 i2 e2
变压器的主要部件——铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组 只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、 二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。
u1 N1 k u2 N2
e1 N1 k e2 N2
k——匝数比、电压比、变比
F N1i1 N2i2 RmFe 0
i1 N2 1 i2 N1 k
N1 N 2 u1i1 u2 i2 u2i2 N 2 N1
SN 160 10 3 I1N A 2.64 A 3 3U 1N 3 35 10
I 2N
SN 160103 A 230.9A 3 3U 2N 3 0.4 10
15
2-2 变压器的空载运行
变压器的一次绕组接交流电源,二次绕组开路,负载 电流为零(即空载)时的运行,称为空载运行。 一、一次和二次绕组的感应电动势，电压比: 1.物理情况
又： 1 1 I m I I Fe E1 ( ) RFe jX 所以有铁心线圈的并联等效电路。
I m
I Fe
I
RFe
U
E
X
Im
2.激磁电抗与激磁电阻
Xm
U
E
Rm
26
激磁电抗：是表征铁心的磁化性能的一个等效参数;
R Xm X 2 2 RFe X
电机学-变压器
测温元件、净油器、气体继电器等
出线装置—高、中、低压套管，电缆出线等
6
2.2.1变压器的基本结构
第二章 变压器
上铁轭 铁心柱 低压绕组
绝缘层纸 高压绕组
下铁轭
实物图
夹具 引出线
绝缘板
3D仿真模型图
7
第二章 变压器
2.2.1变压器的基本结构
1、铁心 ：磁路部分
0.02mm左右厚度 的非晶合金材料
2.3.3空载运行的电压方程、等效电路和相量图
3、空载运行的相量图
根据方程，可作出变压器空载时的相量图：
U1 jI0 X1σ
（1）以 m为参考相量 （2）I 与 m同相，IFe 超前 I 90 0 , Im I IFe （3）E1, E2 滞后 m 90 0 , E1超前 m 90 0 , （4） r1I0 , jI0 x1
2.2变压器的基本结构与额定值
电力系统中的变压器
油浸式
干式
4
第二章 变压器
1-高压套管；2-分接开关；3-低压套管； 4-气体继电器；5-安全气道(防爆管或释压阀)； 6-储油柜；7-油位计；8-吸湿器； 9-散热器； 10-铭牌；11-接地螺栓；12-油样活门； 13-放油阀门；14-活门；15-绕组； 16-信号温度计；17-铁心；18-净油器； 19-油箱；20-变压器油
矩形截面
接近圆形截面
9
第二章 变压器
2.2.1变压器的基本结构
铁心由铁心柱和铁轭组成
铁轭
铁心柱
铁轭
铁心柱
铁轭
铁心柱
高压绕组
壳式变压器
低压绕组
心式变压器
10
第二章 变压器
2.2.1变压器的基本结构
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。