单相变压器实验优化指南

1.实验目的

（1）了解单相变压器的空载和负载实验方法，熟悉其使用。

（2）通过空载实验求取变压器的电压比和铁损耗。

（3）通过负载实验测定单相变压器运行特性。

2.实验设备

单相变压器的实验设备如表1.2所示。

表1.2　单相变压器的实验设备

DJ11三相组式变压器额定值：PN=77W，U1N/U2N=220V/55V，I1N/I2N=0.35A/1.4A。

3.实验内容

1）变比实验

单相变压器变比实验接线图如图1.23所示。

从控制屏上调压器的输出接线到单相变压器的低压线圈。高压线圈开路，闭合电源开关Q，将低压线圈外施电压调至50%额定电压左右，测量低压线圈电压及高压线圈电压，对应不同的输入电压共读取5组数据，记录于表1.3中。

图1.23　单相变压器变比实验

表1.3　变比实验及空载实验数据

2）空载实验

变压器的铁耗与电源的频率及波形有关，试验电源的频率应接近被试变压器的额定频率（允许偏差不超过±1%），其波形应是正弦波。

单相变压器空载实验接线图如图1.24所示。(www.xing528.com)

图1.24　单相变压器空载实验接线图

在变压器低压侧施加电压，即在低压绕组上施加电压，高压绕组开路。变压器空载电流I0=（2.5%～10%）IN选择电流表量程。变压器空载运行时功率因数甚低，一般在0.2以下。

变压器接通电源开关Q 前（绿色按钮），必须将调压器（在控制屏的左侧方）输出电压调至最小位置，以避免开关闭合时，电流表、功率表电流线圈被冲击电流所损坏。合上电源开关Q后，调节变压器一次侧电压至1.2UN，然后逐次降压，逐次测量空载电压U0、电流I0及损耗P0（在数字功率因数表上读取），在（1.2～0.5）UN范围内，读取6～7组，（包括U0=UN点，在该点附近测量点应较密一些），结果记录于表1.3中。

3）负载实验

单相变压器负载实验接线图如图1.25所示。

图1.25　单相变压器负载实验

变压器一次绕组（高压侧）经调压器（在控制屏上）、开关Q 接至电源，负载为六个1.5A，90Ω 可变电阻串联（1.5A，6×90Ω）。先将负载电阻值调至最大，然后闭合电源开关Q，调节调压器输出电压为U1=U1N=220V，减小负载电阻，即增大负载电流，保持U1=U1N，在负载电流从零（I2=0，U2=U20）至额定值范围内（0～1.4A），测量负载电流I2和二次侧电压U2，每改变一次负载电阻，将I2和U2数值记录于表1.4中，共读取数据5～6组（包括I2=I2N点）。

表1.4　负载实验数据（U1=U1N）

若需要进行非纯电阻而功率因数一定的负载实验，实验方法和线路与纯电阻负载时相同，此时二次侧需要一个可变电抗器，与负载电阻并联或串联组成感性负载。

4.实验报告

（1）计算变比。

（2）根据空载试验所测得的数据画空载特性曲线I0=f（U0），P0=f（U0）。

（3）根据负载试验数据，作纯电阻负载下受试变压器的外特性：即U1=U1N、cosφ=1时的外特性U2=f（I2）曲线。

（4）根据实验数据，计算变压器运行性能。

①计算额定负载功率因数cosφ=1时，受试变压器的电压变化率ΔU 及效率η。

②计算功率因数为cosφ=1时，受试变压器的效率特性η=f（P2）。