变压器测试实验报告修改版

一、实验目的

研究分析同一变压器的气隙大小对变压器的电感L、绕组电容C和漏感等参数与频率特性的影响。

二、实验内容

对同一变压器，分别设定其气隙大小为d=0mm、d=1mm、d=1.55mm。在每一气隙大小条件下，使用阻抗分析仪实测变压器初级绕组的阻抗特性与增益特性曲线；使用信号发生器提供输入电压，观察输出电压（高压表示数）随输入电压频率的变化关系，绘制变压器的频率特性曲线。

三、实验方法和步骤

变压器测试实验主要使用阻抗分析仪和信号发生器分别对每一气隙大小的变压器进行实测。

1．阻抗分析仪实测

（1）.变压器二次侧绕组开路，使用阻抗分析仪实测变压器初级绕组的阻抗特性与增益特性曲线。

（2）.根据由变压器的阻抗特性与增益特性曲线得到的精确数据计算变压器的直流电阻、电感L、绕组电容C和漏感。

.直流电阻。在阻抗特性曲线的低频段（<10Hz）得到变压器的直流电阻。

.电感L。根据第一次谐振点与原点之间的中间点的阻抗值计算得到电感L。  。

.绕组电容C。第一次谐振点数据计算电容C。 。

.漏感。第二次谐振点数据计算漏感。 。

2．信号发生器实测

（1）.变压器的一次侧接信号发生器，信号发生器输出幅值为10V，频率为的方波；二次侧接高压表。观察在幅值恒定，频率变化的输入电压下，输出电压（高压表示数）随输入频率变化的关系。

（2）.根据输出电压（高压表示数）随输入频率变化的关系，适量取点，绘制每一气隙大小的变压器的频率特性曲线。

四、实验数据

1．变压器的气隙大小d=0mm

（1）.阻抗分析仪实测变压器的阻抗特性与增益特性曲线，如图1。

图1. 阻抗特性与增益特性曲线（d=0mm）

根据变压器的阻抗特性与增益特性曲线得到以下精确数据，利用得到的精确数据计算变压器的直流电阻、电感L、绕组电容C和漏感，如表1。

（2）.信号发生器实测取点数据，如表2。

根据取点数据绘制变压器的频率特性曲线，如图2。

图2. 变压器的频率特性曲线（d=0mm）

2.变压器的气隙大小d=1mm

（1）.阻抗分析仪实测变压器的阻抗特性与增益特性曲线，如图3。

图3. 阻抗特性与增益特性曲线（d=1mm）

根据变压器的阻抗特性与增益特性曲线得到以下精确数据，利用得到的精确数据计算变压器的直流电阻、电感L、绕组电容C和漏感，如表3。

（2）.信号发生器实测取点数据，如表4。

根据取点数据绘制变压器的频率特性曲线，如图4。

图4. 变压器的频率特性曲线（d=1mm）

3.变压器的气隙大小d=1.55mm

（1）.阻抗分析仪实测变压器的阻抗特性与增益特性曲线，如图5。

图5. 阻抗特性与增益特性曲线（d=1.55mm）

根据变压器的阻抗特性与增益特性曲线得到以下精确数据，利用得到的精确数据计算变压器的直流电阻、电感L、绕组电容C和漏感，如表5。

（2）.信号发生器实测取点数据，如表6。

根据取点数据绘制变压器的频率特性曲线，如图6。

图6. 变压器的频率特性曲线（d=1.55mm）

五、实验数据分析与结论

1.变压器开气隙比较的基本结论，加气隙:

（1）.电感减小，漏感增大；

（2）.激磁电流增大；

（3）.降低Br，起始磁导率；

（4）.增加储能能力，抗饱和好。

根据变压器的阻抗特性与增益特性曲线可以得到精确数据，利用得到的精确数据计算变压器的直流电阻、电感L、绕组电容C和漏感。表1、3、5三组数据进行比较，我们得出以下结论：变压器的电感L随气隙的增大而减小，绕组电容C和漏感随气隙的增大而增大。

2.根据信号发生器实测取点数据绘制的变压器频率特性曲线，我们可以看出，当频率小于变压器的第二次谐振频率时，变压器的输出电压随输入电压频率的增大呈波浪式上升下降，总体呈现上升趋势，且频率越高，上升幅度越大。无论变压器的气隙大小是多少，都是在输入电压频率达到变压器第二次谐振点频率时输出电压上升到最大值。当频率大于第二次谐振点频率后，输出电压下降并随着频率的增大下降至趋近于零。

表2、4、6三组数据进行比较，我们得出以下结论：在低频段，变压器的输出电压随气隙的增大而减小；变压器的第二次谐振点频率随气隙的增大而增大；变压器在第二次谐振点频率的输出电压为峰值，且随气隙的增大而增大。

3.同一气隙大小的变压器，阻抗分析仪实测和信号发生器实测两种方法得到的结果进行比较，第二次谐振点频率值存在差异：气隙d=0mm，f=36.725KHz，f’=36.68KHz；气隙d=1mm，f=44.772KHz，f’=44.52KHz；气隙d=1.55mm，f=47.749KHz，f’=47.56KHz（f为阻抗分析仪实测频率值，f’为信号发生器实测频率值）。虽然存在差异，但其中的差异很是微小，这主要是由变压器的极间电容与其他寄生参数造成的影响。