单相铁芯变压器特性的测试

一、实验目的

1、通过测量，计算变压器的各项参数

2、学会测绘变压器的空载特性与外特性

二、原理说明

1、如图20-1所示测试变压器参数的电路，由各仪表读得变压器原边（AX-设为低压侧）的U_1、、I₁、P₁及付边（ax-设为高压值）的U_1、、I₂，并用万用表R×1档测出原、副绕组的电阻R₁和R₂，即可算得变压器的各项参数值；

               

电压比  K_U=，电流比 K_S=

原边阻抗 Z₁=，副边阻抗 Z₂=          

阻抗比=

负载功率 P₂=U₂I₂cos<

损耗功率 P₀=P₁-P₂

功率因数=，原边线圈铜耗 P_cu1=I²₁R₁，

副边铜耗P_cu2= I²₂R₂，铁耗P_Fe=P₀-（P_cu1- P_cu2）

2、铁芯变压器是一个非线性元件，铁芯中的磁感应强度B决定于外加电压的有效值U，当副边开路（即空载）时，原边的励磁电流I₁₀与磁场强度H成正比。在变压器中，副边空载时，原边电压与电流的关系称为变压器的空载特性，这与铁芯的磁化曲线（B-H曲线）是一致的。

空载实验通常是将高压侧开路，由低压侧通电进行测量，又因空载时功率因数很低，故测量功率是应采用低功率因数瓦特数；此外因变压器空载时阻抗很大，故电压表应接在电流表侧。

3、变压器外特性测试

为了满足实验台上三组灯泡负载额定电压为220V的要求，故以变压器的低压（36V）绕组作为原边，220V的高压绕组作为副边即当作一台升压变压器使用。

在保持原边电压U1（=36V）不变时，逐次赠加灯光负载（每只灯为40W），测定U1，U2，I₁和I2，即可绘出变压器的外特性，即负载特性曲线U2=f(I2)。

三、实验设备

1、交流电压、电流表；

2、功率表；

3、EEL-05组件（或EEL-17组件）；变压器36V/220V 50VA；白炽灯220V/40W；

4、三相调压输出；

四、实验内容及步骤

1、用交流法判别变压器绕组的极性（参照实验19）；

2、按图20-1线路接线，（AX为低压绕组，ax为高压绕组）即电源经调压器TB接至低压绕组，高压绕组接220V，40W的灯组负载（用两组灯泡并联获得），经指导老师检查后方可进行实验。

3、将调压器手柄置于输出电压为零的位置（逆时针旋到底位置），然后合上电源开关，并调节调压器，使其输出电压等于变压器低压的额定电压36v，分别测试负载开路及逐次赠加负载至额定值，记下五个仪表的读数，记入自拟的数据表格，绘制变压器外特性曲线，实验完毕将调压器调回零位，断开电源。

4、将高压线圈（副边）开路，确认调压器处在零位后，合上电源，调节调压器输出电压，使U1从零逐次上升到1.2倍的额定电压（1.2×36V），分别记下各次测得的U1，U20和I10数据，记入自拟的数据表格，绘制变压器的空载特性曲线。

五、实验注意事项

1、本实验是将变压器作为升压变压器使用，并调节调压器提供原边电压U1，故使用调压器时应首先调至零位，然后才可合上电源，此外，必须用电压表监视调压器的输出电压，防止被测变压器输出过高电压而损坏实验设备，且要注意安全，以防高压触电。

2、遇异常情况，应立即断开电源，特处理好故障后，在继续实验。

六、预习思考题

1、为什么本实验将低压绕组作为原边进行通电实验？此时，在实验过程中应注意什么问题？

根据变压器的电磁感应原理，不论在原边或副边做实验，结果都是相同的。所以具体在哪边做要看电压和电流的大小而定，如空载试验要加额定电压，就在低压侧做，低压电压低，方便。短路试验要加额定电流，就在高压侧做，高压电流小，方便。

2、为什么变压器的励磁参数一定是在空载实验加额定电压的情况下求出？

七、实验报告

1、根据实验内容，自拟数据表格，绘出变压器的外特性和空载特性曲线。

2、根据额定负载时测得的数据，计算变压器的各项参数。

3、心得体会及其他。3、EEL-04组件日光灯镇流器、电容器400V/4F（或EEL-17）

4、EEL-05组件白炽灯20W220V（或EEL-17）

四、实验内容

测试线路如图14-4所示

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