电机及拖动基础试验参考指导书.doc

电机与拖动基本
实验指引书

目 录

实验一 认 识 实 验-----------------------------------2
实验二 直流并励电动机------------------------------- 6
实验三 直流串励电动机-------------------------------10
实验四 单相变压器-----------------------------------13
实验五 三相变压器-----------------------------------20
实验六 三相三绕组变压器-----------------------------27
实验七 三相鼠笼异步电动机工作特性---------------- 30
实验八 三相异步电动机起动与调速（综合性实验）------38
实验九 三相似步发电机运营特性 --------------------42

实验一 认 识 实 验

一．实验目
1．学习电机实验基本规定与安全操作注意事项。
2．结识在直流电机实验中所用电机、仪表、变阻器等组件及用法。
3．熟悉她励电动机（即并励电动机按她励方式）接线、起动、变化电机方向与调速办法。
二．预习要点
1．如何对的选取使用仪器仪表。特别是电压表、电流表量程。
2．直流她励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？不连接会产生什么严重后果？
3．直流电动机起动时，励磁回路连接磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开导致失磁时，会产生什么严重后果？
4．直流电动机调速及变化转向办法。
三．实验项目
1．理解MEL系列电机系统教学实验台中直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机用法。
2．用伏安法测直流电动机和直流发电机电枢绕组冷态电阻。
3．直流她励电动机起动，调速及变化转向。
四．实验设备及仪器
1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）
2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）或电机导轨及校正直流发电机
3．直流并励电动机M03
4．220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏下部）
5．电机起动箱（MEL-09）。
6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
五．实验阐明及操作环节
1．由实验指引人员解说电机实验基本规定，实验台各面板布置及用法，注意事项。
2．在控制屏上按顺序悬挂MEL-13、MEL-09组件，并检查MEL-13和涡流测功机连接。
3．用伏安法测电枢直流电阻，接线原理图见图1-1
U：可调直流稳压电源
R：3000Ω磁场调节电阻（MEL-09）

V：直流电压表（MEL-06）
A：直流安培表（MEL-06）
M：直流电机电枢（1）经检查接线无误后，逆时针调节磁场调节电阻R使至最大。直流电压表量程选为300V档，直流安培表量程选为2A档。
（2）按顺序按下主控制屏绿色“闭合”按钮开关，可调直流稳压电源船形开关以及复位开关，建立直流电源，并调节直流电源至220V输出。
调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，也许由于剩磁作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小，也许由于接触电阻产生较大误差），迅速测取电机电枢两端电压UM和电流Ia。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取UM、Ia，填入表1-1。
（3）增大R（逆时针旋转）使电流分别达到0.15A和0.1A，用上述办法测取六组数据，填入表1-1。
取三次测量平均值作为实际冷态电阻值Ra=。
表1-1 室温 ℃
序号
UM（V）
Ia（A）
R（Ω）
Ra平均（Ω）
Raref（Ω）
1

Ra11
Ra1

Ra12

Ra13
2

Ra21
Ra2

Ra22

Ra23
3

Ra31
Ra3

Ra32

Ra33
表中Ra1=（Ra11+Ra12+Ra13）/3
Ra2=（Ra21+Ra22+Ra23）/3
Ra3=（Ra31+Ra32+Ra33）/3
（4）计算基准工作温度时电枢电阻
由实验测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值，冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时电枢绕组电阻值：
Raref=Ra
式中Raref——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（Ω）
Ra ——电枢绕组实际冷态电阻。（Ω）
θref——基准工作温度，对于E级绝缘为75℃。
θa ——实际冷态时电枢绕组温度。（℃）
4．直流仪表、转速表和变阻器选取。
直流仪表、转速表量程是依照电机额定值和实验中也许达到最大值来选取，变阻器依照实验规定来选用，并按电流大小选取串联，并联或串并联接法。
（1）电压量程选取
如测量电动机两端为220V直流电压，选用直流电压表为300V量程档。
（2）电流量程选取。
由于直流并励电动机额定电流为1.1A，测量电枢电流电表可选用2A量程档，额定励磁电流不大于0.16A，测量励磁电流毫安表选用200mA量程档。
（3）电机额定转速为1600r/min，若采用指针表和测速发电机，则选用1800r/min量程档。若采用光电编码器，则不需要量程选取。
（4）变阻器选取
变阻器选用原则是依照实验中所需阻值和流过变阻器最大电流来拟定。在本实验中，电枢回路调节电阻选用MEL-09组件100Ω/1.22A电阻，磁场回路调节选用MEL-093000Ω/200mA可调电阻。
5．直流电动机起动
R1：电枢调节电阻（MEL-09）
Rf：磁场调节电阻（MEL-09）
M：直流并励电动机M03：
G：涡流测功机
IS：电流源，位于MEL-13，由“转矩设定”电位器进行调节。实验开始时，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选取开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋究竟。
U1：可调直流稳压电源
U2：直流电机励磁电源
V1：可调直流稳压电源自带电压表
V2：直流电压表，量程为300V档，位于MEL-06
A：可调直流稳压电源自带电流表
mA：毫安表，位于直流电机励磁电源部。
（1）按图1-2接线，检查M、G之间与否用联轴器联接好，电机导轨和MEL-13连接线与否接好，电动机励磁回路接线与否牢固，仪表量程，极性与否对的选取。
（2）将电机电枢调节电阻R1调至最大，磁场调节电阻调至最小，转矩设定电位器（位于MEL-13）逆时针调究竟。
（3）启动控制屏总电源控制钥匙开关至“开”位置，按顺序按下绿色“闭合”按钮开关，打开励磁电源船形开关和可调直流电源船形开关，按下复位按钮，此时，直流电源绿色工作发光二极管亮，批示直流电压已建立，旋转电压调节电位器，使可调直流稳压电源输出220V电压。
（4）减小R1电阻至最小。
6．调节她励电动机转速。
（1）分别变化串入电动机M电枢回路调节电阻R1和励磁回路调节电阻Rf
（2）调节转矩设定电位器，注意转矩不要超过1.1N.m，以上两种状况可分别观测转速变化状况
7．变化电动机转向
将电枢回路调节电阻R1调至最大值，“转矩设定”电位器逆时针调到零，先断开可调直流电源船形开关，再断开励磁电源开关，使她励电动机停机，将电枢或励磁回路两端接线对调后，再按前述起动电机，观测电动机转向及转速表读数。
六．注意事项
1．直流她励电动机起动时，须将励磁回路串联电阻Rf调到最小，先接通励磁电源，使励磁电流最大，同步必要将电枢串联起动电阻R1调至最大，然后方可接通电源，使电动机正常起动，起动后，将起动电阻R1调至最小，使电机正常工作。
2．直流她励电机停机时，必要先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同步，必要将电枢串联电阻R1调回最大值，励磁回路串联电阻Rf调到最小值，给下次起动作好准备。
3．测量前注意仪表量程及极性，接法。
七．实验报告
1.画出直流并励电动机电枢串电阻起动接线图。阐明电动机起动时，起动电阻R1 和磁场调节电阻Rf 应调到什么位置？为什么？
2.增大电枢回路调节电阻，电机转速如何变化？增大励磁回路调节电阻，转速又如何变化？
3.用什么办法可以变化直流电动机转向？
4.为什么规定直流并励电动机磁场回路接线要牢固？ 实验二 直流并励电动机

一.实验目
1.掌握用实验办法测取直流并励电动机工作特性和机械特性。
2.掌握直流并励电动机调速办法。
二.预习要点
1.什么是直流电动机工作特性和机械特性？
2.直流电动机调速原理是什么？
三.实验项目
1.工作特性和机械特性
保持U=UN 和If =IfN 不变，测取n、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。
2.调速特性
(1)变化电枢电压调速
保持U=UN 、If=IfN =常数，T2 =常数，测取n=f(Ua)。
(2)变化励磁电流调速
保持U=UN ，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。
(3)观测能耗制动过程
四．实验设备及仪器
1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）或电机导轨及编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）
4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板（MEL-05）。
7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
五．实验办法
1．并励电动机工作特性和机械特性。
实验线路如图1-6所示
U1：可调直流稳压电源
R1、Rf：电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于MEL-09。
mA、A、V2：直流毫安、电流、电压表（MEL-06）
G：涡流测功机
IS：涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。
a．将R1调至最大，Rf调至最小，毫安表量程为200mA，电流表量程为2A档，
电压表量程为300V档，检查涡流测功机与MEL-13与否相连，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选取开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋究竟，打开船形开关，按实验一办法起动直流电源，使电机旋转，并调节电机旋转方向，使电机正转。
b．直流电机正常起动后，将电枢串联电阻R1调至零，调节直流可调稳压电源输出至220V，再分别调节磁场调节电阻Rf和“转矩设定”电位器，使电动机达到额定值：U=UN=220V，Ia=IN，n=nN=1600r/min，此时直流电机励磁电流If=IfN（额定励磁电流）。
c．保持U=UN，If=IfN不变条件下，逐次减小电动机负载，即逆时针调节“转矩设定”电位器，测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2，共取数据7-8组填入表1-8中。
表1-8 U=UN=220V If=IfN= A Ka= Ω
实
验
数
据
Ia（A）

n（r/min）

T2（N.m）

计
算
数
据
P2（w）

P1（w）

η（%）

△n（%）

2．调速特性
（1）变化电枢端电压调速
a．按上述办法起动直流电机后，将电阻R1调至零，并同步调节负载，电枢电压和磁场调节电阻Rf，使电机U=UN，Ia=0.5IN，If=IfN，记录此时T2= N.m
b．保持T2不变，If=IfN不变，逐次增长R1阻值，即减少电枢两端电压Ua，R1从零调至最大值，每次测取电动机端电压Ua，转速n和电枢电流Ia，共取7-8组数据填入表1-9中。
表1-9 If=IfN= A,T2= N.m
Ua（V）

n（r/min）

Ia（A）

（2）变化励磁电流调速
a．直流电动机起动后，将电枢调节电阻和磁场调节电阻Rf调至零，调节可调直流电源输出为220V，调节“转矩设定”电位器，使电动机U=UN，Ia=0.5IN，记录此时T2= N.m
b．保持T2和U=UN不变，逐次增长磁场电阻Rf阻值，直至n=1.3nN，每次测取电动机n、If和Ia，共取7-8组数据填写入表1-10中。
表1-10 U=UN=220V，T2= N.m
n（r/min）

If（A）

Ia（A）

(3)能耗制动
按图1一7接线
U1：可调直流稳压电源
R1、Rf：直流电机电枢调节电阻和磁场调节电阻（MEL-09）
RL：采用MEL-03中两只900Ω电阻并联。
S：双刀双掷开关（MEL-05）
a．将开关S合向“1”端，R1调至最大，Rf调至最小，起动直流电机。
b．运营正常后，从电机电枢一端拨出一根导线，使电枢开路，电机处在自由停机，记录停机时间。
c．重复起动电动机，待运转正常后，把S合向“2”端记录停机时间。
d．选取不同RL阻值，观测对停机时间影响。
六．实验报告
1.由表1-8计算出 P2和η，并绘出n、T2、η=f(Ia)及n=f(T2)特性曲线。
电动机输出功率
P2=0.105nT2
式中输出转矩T2 单位为N·m，转速n单位为r／min。
电动机输入功率
P1=UI
电动机效率
η=×100％
电动机输入电流
I =Ia +IfN
由工作特性求出转速变化率：
Δn= ×100％
2.绘出并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒转矩负载时两种调速电枢电流变化规律以及两种调速办法优缺陷。
3．能耗制动时间与制动电阻RL阻值有什么关系？为什么？该制动办法有什么缺陷？
七．思考题
1.并励电动机速率特性n=f(Ia)为什么是略微下降？与否会浮现上翘现象？为什么？上翘速率特性对电动机运营有何影响？
2.当电动机负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会引起电动机转速减少？
3.当电动机负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速升高，为什么？
4.并励电动机在负载运营中，当磁场回路断线时与否一定会浮现“飞速”？为什么？
实验三 直流串励电动机

一．实验目
1.用实验办法测取串励电动机工作特性和机械特性。
2.理解串励电动机起动、调速及变化转向办法。
二．预习要点
1.串励电动机与并励电动机工作特性有何差别。串励电动机转速变化率是如何定义？
2.串励电动机调速办法及其注意问题。
三．实验项目
1.工作特性和机械特性
在保持U=UN条件下，测取n、T2 、η=f(Ia)以及n=f(T2)。
2.人为机械特性
保持U=UN 和电枢回路串入电阻R1 =常值条件下，测取n=f(T2)。
3.调速特性
(1)电枢回路串电阻调速
保持U=UN和T2=常值条件下，测取n=f(Ua)。
(2)磁场绕组并联电阻调速
保持U=UN、T2=常数及R1=0条件下，测取n=f(If)。
四．实验设备及仪器
1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）
2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13）
3．可调直流稳压电源（含直流电压、毫安、安倍表）
4．直流电压、毫安、安倍表（MEL-06）
5．三相可调电阻器900Ω（MEL-04）
6．波形测试及开关板（MEL-05）
7．直流串励电动机（M02）
五．实验线路及操作环节
实验线路如图1-8所示。
U1：可调直流稳压电流
V1、V2：直流电压表，分别位于直流电源和MEL-06
A1、A2：直流电流表，分别位于直流电源和MEL-06
R1、Rf：分别采用MEL-04两只90Ω电阻相串联。
M：直流串励电动机M02
G：涡流测功机
IS：测功机可调励磁电源，位于MEL-13，通过航空插座和测功机相连。
开关S选用MEL-05
1．串励电动机工作特性和机械特性。
a．由于串励电动机不容许空载起动，因此测功机“转矩设定”电位器顺时针转过一定角度，即给串励电动机施加一定负载（MEL-13开关设立同实验三）
b．调节直流串励电动机M电枢串联起动电阻R1和磁场调节电阻Rf到最大值，断开开关S，按实验一办法起动直流电源，并观测转向与否对的。
c．电机运转后，调节R1至零，调节可调直流稳压电源使电动机电枢电压U=UN=220V，同步调节测功机“转矩设定”电位器，使电机电枢电流I=1.2IN。
d．在保持U1=UN条件下，逐次减小负载直至n＜1.5nN为止，每次测取I、N、T2，共取6-7组数据填入表1-10中。
表1-10 U1=UN=220V
实验
数据
Ia（A）

n（r/min）

T2（N.m）

计算
数据
P2（w）

η（%）

e．若要在实验中使串励电动机M停机，须将电枢回路串联起动电阻R1调回到最大值，断开直流电源。
2．测取电枢串电阻后人为机械特性。
a．按前述办法起动串励电动机M后，调节可调直流稳压电源至220V，并同步调节串入电枢电阻R1和测功机“转矩设定”电位器旋钮，使电机电枢电流I=IN，转速n=0.8nN。
b．保持此时R1不变和U=UN，逐次减小电动机负载，直至n≤1.5nN为止，每次测取U2、I、n、T2，共取6-7组数据填入表1-11中。
表1-11 U=UN=220V R1=常值
实验
数据
U2（V）

Ia（A）

n（r/min）

T2（N.m）

计算
数据
P2（w）

η（%）

3．调速特性
（1）电枢回路串电阻调速
a．按前述办法电动机带负载起动后，将R1调至零。同步调节可调直流稳压电源和测功机“转矩设定”电位器旋转，使U1=UN=220V，I≈IN，记录此时电动机n= r/min，I= A，T2= N.m
b．在保持U1=UN以及T2不变条件下，逐次增长R1阻值，每次测n、I、U2，共取6-7组数据，填入表1-12中。
表1-12 U1=UN=220V，T2= N.m
n（r/min）

I（A）

U2（V）

（2）磁场绕组并联电阻调速
a．合上电源前，打开开关S，分别将R1和Rf调至最大值。
b．电机带负载起动后，调节R1至零，合上开关S。
c．调节可调直流稳压电源使U1=UN=220V，T2=0.8TN，记录此时电动机N、I、If、T2。
d．在保持U=UN及T2不变条件下，逐次减小Rf阻值，注意Rf不能短接，直至n≤1.5nN为止。每次测取n、I、If，共取6-7组数据后，填入表1-13 中。
表1-13 U=UN=220V，T2= N.m
n（r/min）

I（A）

If（A）

六．实验报告
1.绘出直流串励电动机工作特性曲线n、T2 、η=f(Ia )。
2.在同一张座标纸上绘出串励电动机自然和人为机械特性。
3.绘出串励电动机恒转矩两种调速特性曲线。试分析在U=UN 和T2不变条件下调速时电枢电流变化规律。比较两种调速办法优缺陷。
七．思考题
1.串励电动机为什么不容许空载和轻载起动？
2.磁场绕组并联电阻调速时，为什么不容许并联电阻调至零？
实验四 单相变压器
一．实验目
1.通过空载和短路实验测定变压器变比和参数。
2.通过负载实验测取变压器运营特性。
二．预习要点
1.变压器空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压普通加在哪一方较适当？
2.在空载和短路实验中，各种仪表应如何联接才干使测量误差最小？
3.如何用实验办法测定变压器铁耗及铜耗。
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(I)。
3.负载实验
(1)纯电阻负载
保持U1=U1N，=1条件下，测取U2=f(I2)。
(2)阻感性负载
保持U1=U1N，=0.8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．实验办法
1．空载实验
实验线路如图2-1
变压器T选用MEL-01三相组式变压器中一只或单独组式变压器。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。详细配备由所采购设备型号不同由所差别。若设备为MEL-I系列，则交流电流表、电压表为指针式模仿表，量程可依照需要选取；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取。仪表数量也也许由于设备型号不同而不同。若电压表只有一只，则只能交替观测变压器原、副边电压读数，若电压表有二只或三只，则可同步接上仪表。
W为功率表，依照采购设备型号不同，或在主控屏上或为单独组件（MEL-20或MEL-24），接线时，需注意电压线圈和电流线圈同名端，避免接错线。
a．在三相交流电源断电条件下，将调压器旋钮逆时针方向旋转究竟。并合理选取各仪表量程。
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，逐次减少电源电压，在1.2~0.5UN范畴内；测取变压器U0、I0、P0，共取6~7组数据，记录于表2-1中。其中U=UN点必要测，并在该点附近测点应密些。为了计算变压器变化，在UN如下测取原方电压同步测取副方电压，填入表2-1中。
e．测量数据后来，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。
表2-1
序 号
实 验 数 据
计算数据
U0（V）
I0（A）
PO（W）
U1U1。1U2

1

2

3

4

5

6

7

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）

实验时，变压器T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，选取办法同空载实验。
a．断开三相交流电源，将调压器旋钮逆时针方向旋转究竟，虽然输出电压为零。
b．合上交流电源绿色“闭合”开关，接通交流电源，逐次增长输入电压，直到短路电流等于1.1IN为止。在0.5~1.1IN范畴内测取变压器UK、IK、PK，共取6~7组数据记录于表2-2中，其中I=IK点必测。并记录实验时周边环境温度（℃）。
表2-2 室温θ= ℃
序 号
实 验 数 据
计算数据
U（V）
I（A）
P（W）

1

2

3

4

5

6

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，高压线圈通过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电

抗XL上。RL选用MEL-03两只900Ω电阻相串联，XL选用MEL-08。开关S1、S2采用MEL-05双刀双掷开关，电压表、电流表、功率表（含功率因数表）选取同空载实验。
（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究竟，S1、S2断开，负载电阻值班财到最大。
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条件下，合下开关S1，逐渐增长负载电流，即减小负载电阻RL值，从空载到额定负载范畴内，测取变压器输出电压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。
表3-3 =1 U1=UN=55V
序 号
1
2
3
4
5
6
7
U2（V）

I2（A）

（2）阻感性负载（=0.8）（选做）
a．用电抗器XL和RL并联作为变压器负载，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，逆时针调究竟。
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=0.8条件下，逐渐增长负载，从空载到额定负载范畴内，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 =0.8 U1=U1N=55V
序 号
1
2
3
4
5
6
7
U2（V）

I2（A）

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原、副方电压三组数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器变比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)，=f(UO)。
式中：
(2)计算激磁参数
从空载特性曲线上查出相应于Uo=UN时IO和PO值，并由下式算出激磁参数

3.绘出短路特性曲线和计算短路参数
（1）绘出短路特性曲线UK=f(IK)、PK=f(IK)、=f(IK)。
（2）计算短路参数。
从短路特性曲线上查出相应于短路电流IK=IN时UK和PK 值，由下式算出实验环境温
度为θ（OC）短路参数。

折算到低压方
,
,

由于短路电阻rK随温度而变化，因而，算出短路电阻应按国标换算到基准工作温度75OC时阻值。

式中：234.5为铜导线常数，若用铝导线常数应改为228。
阻抗电压

IK = IN时短路损耗
4.运用空载和短路实验测定参数，画出被试变压器折算到低压方“Γ”型等效电路。
5.变压器电压变化率ΔU
(1)绘出=1和=0.8两条外特性曲线U2=f(I2)，由特性曲线计算出I2=I2N时电压变化率ΔU

(2)依照实验求出参数，算出I2=I2N、=1和I2=I2N、=0.8时电压变化率ΔU。
ΔU = ( UKrcosj2 + UKx sinj2 )
将两种计算成果进行比较，并分析不同性质负载对输出电压影响。
6.绘出被试变压器效率特性曲线
(1)用间接法算出=0.8不同负载电流时变压器效率,记录于表2-5中。
表2-5 cosj2 = 0.8 Po = W PKN = W
I2*(A)
P2(W)
h
0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

式中：IPN = P2（W）；
PKN为变压器IK=IN时短路损耗（W）；
Po为变压器Uo=UN时空载损耗（W）。
(2)由计算数据绘出变压器效率曲线η=f(I)。
(3)计算被试变压器η=ηmax时负载系数βm =。
实验五 三相变压器

一.实验目
1．通过空载和短路实验，测定三相变压器变比和参数。
2．通过负载实验，测取三相变压器运营特性。
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。
2．三相心式变压器三相空载电流与否对称，为什么？
3．如何测定三相变压器铁耗和铜耗。
4．变压器空载和短路实验应注意哪些问题？电源应加在哪一方较适当？
三．实验项目
1．测定变比
2．空载实验：测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosj0=f(U0)。
3．短路实验：测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosjK=f(IK)。
4．纯电阻负载实验：保持U1=U1N，cosj2=1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）
3．三相心式变压器（MEL-01）或单相变压器（在主控制屏右下方）
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．实验办法
1.测定变比
实验线路如图2-4所示，被试变压器选用MEL-02三相三线圈心式变压器，额定容量PN=152/152/152W,UN=220/63.5/55V,IN=0.4/1.38/1.6A，Y/Δ/Y接法。实验时只用高、低压两组线圈，中压线圈不用。
a．在三相交流电源断电条件下，将调压器旋钮逆时针方向旋转究竟。并合理选取各仪表量程。
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=0.5UN，测取高、低压线圈线电压U1U1.1V1、U1V1.1W1、U1W1.1U1、U3U1.3V1、U3V1.3W1、U3W1.3U1，记录于表2-6中。
表2-6
U（V）
KUV
U（V）
KVW
U（V）
KWU
K=1/3(KUV
+KVW+KWU)
U1U1.1V1
U3U1.3V1
U1V1.1W1
U3V1.3W1
U1W1.1U1
U3W1.3U1

KUV= U1U1.1V1/U3U1.3V1
KVW= U1V1.1W1/U3V1.3W1
KWU= U1W1.1U1/U3W1.3U1
2.空载实验
实验线路如图2-5所示，变压器T选用MEL-02三相心式变压器。实验时，变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。
A、V、W分别为交流电流表、交流电压表、功率表。详细配备由所采购设备型号不同由所差别。若设备为MEL-I系列，则交流电流表、电压表为三组指针式模仿表，量程可依照需要选取，功率表采用单独组件（MEL-20或MEL-24）；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取，功率表含在主控屏上。仪表数量也也许由于设备型号不同而不同。故不同实验台，其接线图也不同。
功率表接线时，需注意电压线圈和电流线圈同名端，避免接错线。
a．接通电源前，先将交流电源调到输出电压为零位置。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
b．然后，逐次减少电源电压，在1.2~0.5UN范畴内；测取变压器三相线电压、电流和功率，共取6~7组数据，记录于表2-7中。其中U=UN点必要测，并在该点附近测点应密些。
c．测量数据后来，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。
表2-7
序号
实 验 数 据
计 算 数 据

U0(V)
I0(A)
P0(W)
UO
(V)
IO
(A)
PO
(W)
cosj0
U3U1.3V1
U3V1.3W1
U3W1.3U1
I3U10
I3V10
I3W10
PO1
P02
1

2

3

4

5

6

3.短路实验线路如图2-6所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。
接通电源前，将交流电压调到输出电压为零位置，接通电源后，逐渐增大电源电压，使变压器短路电流IK=1.1IN。然后逐次减少电源电压，在1.1～0.5IN范畴内，测取变压器三相输入电压、电流及功率，共取4～5组数据，记录于表2-8中，其中IK=IN点必测。实验时，记下周边环境温度（0C），作为线圈实际温度。
表2-8 θ= OC
序号
实 验 数 据
计 算 数 据
UK（V）
IK（A）
PK（W）
UK
（V）
IK
（A）
PK
（W）
cosjK

U1U1.1V1
U1V1.1U1
U1W1.1U1
I1U1
I1V1
I1W1
PK1
PK2
1

2

3

4

5

4.纯电阻负载实验
实验线路如图2