单相变压器特性测试

一、实验目的

1． 学习用实验的方法确定变压器绕组的同名端； 2． H i学习如何测试变压器的外特性和空载特性。

二、预习要求

1．了解变压器的工作原理及同名端的判断方法； 2．了解变压器负载的外特性。

三、实验原理

变压器是输送交流电时所使用的一种变换交流电压、电流的设备。它通过磁路的磁耦合作用将交流电从原边输送到副边，利用绕组在同一铁芯上原绕组和副绕组的匝数不同，把原绕组的电压和电流从某值变换为所需要的另一值。

1. 判断变压器绕组同名端的方法

图2-7-1是直流法测定同极性端的电路。在S闭合瞬间，若电流（毫安）表正向偏转，则1，3断为同极性端。若电流（毫安）表反向偏转，则1，4断为同极性端。

图 2-7-2采用交流法判断变压器

两个绕组同名端。 图 2-7-1 直流法同名端判断电路

将待判断的两个绕组的端点分别以1、2和3、4标注，然后连接2、4两端，在1、2两端加适当的电压，并将3、4开路，用交流电压表测量两绕组的电压U1、U2 以及1，3两端的电压U。若U为U1、U2之和，则1、4端为同名端；若U为U1、U2之差，则则1、3端为同名端。

2. 测定变压器的变比（电压比）K

变比表示原边、副边绕组的额定电压是指电源所加的额定压U1。副边绕组的额定电压

是指原边绕组加额定电压后，副边绕组开路（即空载）时的电压U20。变压器的变化为：

图 2-7-2 交流法同名端判断电路

KU1U0

U1U2变压器的变比等于原、副绕组的匝数比，即KN1 N203. 变压器的空载特性U1= f(I1)

变压器空载运行时，原边电压U1与原边电流I1关系U1= f(I1)称为变压器的空载特性。空载时，变压器相当于一个交流铁芯线圈，其原边空载电流（激磁电流）和磁

通成非线性关系（i～Φ），而磁通又与原边电流的关系， 图2-7-3 变压器的空载特性 是一条类似i～Φ曲线的非线性曲线如图2-7-3，所示。当变压器原边电压达到额定值时，原边电流I1是变压器的质量指标之一，此值应愈小愈好（电源变压器原边电流一般为额定电流的10%）。

4．变压器的外特性

当电源电压U1不变时，随着副绕组电流的I2增加（负载增加），原副绕组阻抗上的电压降便增加，这将使副绕组的端电压U2 发生变动。当电源电压U1和负载功率因数cos2为 常数时，U 2和I2的变化关系用外特性U2f(I2)来表示。

图2-7-4变压器负载特性测量电路

通常希望电压U 2的变动愈小愈好，从空载到额定负载，副绕组电压的变化程度用电压变化率U表示，U20表示空载副边的额定电压，U2表示带负载后的副边电压。即

UU20U2100%

U20四、实验仪器和设备：

1. 交流电压表 1只

2. 交流电流表 1只 3. 交流电路实验单元

五、实验内容

1. 判别变压器的同名端

实验电路如图2-7-1，按图接线后，合上开关的瞬间，观察并记录实验现象，写出判别结论。

2. 测量变压器的变比K

如图2-7-4，调节调压器，使原边绕组输入电压U1达到其额定定值36V，测量副边绕组空载时的额定电压U20，这样可求出K。 3. 变压器空载特性测量

如图2-7-4， 调节调压器，使原边的输入电压从0逐渐增至40V,逐次测量原边电压U1，及原边电流I1，表格自行设定。

4. 变压器的外特性U2f(I2)的测量

变压器原边为36V 恒定，改变负载（即改变10KΩ电位器）测量，测原边电流I1, 副边电压U 2及电流I2。自行设计表格。

六、注意事项

1. 注意人身安全设备安全，注意调压器原边接电源，副边接电路，不能接错。 2. 用直流判断法判断的同名端直流电源只能瞬间接通线圈才能看到实验现象。

七、思考题

1. 说出判断同名端的方法及原理。

2. 在测量变压器的外特性为何要保持U1电压不变。

N 1. 根据实验结果计算变压器的变比。

2. 整理实验数据画出变压器空载特性测量及变压器的外特性。 3. 完成思考题。