变压器极性的测定

变压器极性的测定

实验目的：判定变压器各线圈的同名端，以便正确联接各线圈，从而得到所需的各种电压。

实验原理：变压器利用变压比等于匝数比的原理，通过采用不同的线圈匝数，以获得所需的电压值。在多个线圈进行串、并联联接时，可以改变输出电压和电流，但必须注意变压器各线圈的头、尾极性，即同名端。只有正确连接各线圈的头、尾端（同名端），才能获得所需的电压值。

实验设备：　

名　称	型号	数量
单相多线圈变压器	自制	１个
万用表	500型	1台
单相调压变压器		1个

 

实验步骤：１）定性确定变压器各线圈的电压级别。用万用电表电阻挡测量各线圈电阻值，一般来说电阻值大的为高压线圈，电阻值低的为低压线圈，电阻值相同的为等压线圈。由此大致判定各线圈的电压级别。

　　　　　２）测定各线圈电压值，确定各线圈变压比。用额定电压接被判定的高压线圈，然后测量其它各线圈的输出电压值，并纪录下来。从而确定变压比和各线圈输出电压值。

　　　　　３）确定部分线圈的同名端。除接调压电源的线圈外，取一输出电压适当的线圈头端作为同名端基准，然后把该线圈依次与其它线圈逐一串联联接，测量其总电压。若总电压为原两线圈的输出电压之和，则该两线圈端为头尾相联，另一线圈的头为同名端；若总电压为原两线圈的输出电压之差，则该两线圈端为头头相联或尾尾相联，另一线圈的头为同名端。

          ４）确定电源线圈的同名端。在接调压电源的电源线圈上串入一个已知线圈极性且输出电压值与电源电压相接近的线圈Ａ，再重新接入电源。测量另外线圈的输出电压值，与原电压值相比较。若电压值为原来的一半，则说明电源线圈与线圈Ａ是头、尾相联；若电压值接近零，则说明电源线圈与线圈Ａ是头头或尾尾相联。以此确定电源线圈的同名端。

　　　　　５）验证同名端的正确性。把电源线圈接入电源，把任意两线圈的头、尾串联。测量其总电压，应为两线圈原电压之和。否则说明同名端定位错误。

思考题：　１）变压器的阻抗比与电压比是什么关系？

　　　　　２）两个电源线圈，其电压值相同。若把它们的头头、尾尾并联在一起，再接到电源。输出电压是否改变？这样做有何好处？

３）把两个电压相等的电源线圈的头头或尾尾串联后再接到电源。会产生什么后果？为什么？

 

3.设计性实验

设计性实验是指在教师指导下,根据给定的实验目的和实验条件，自已设计实验方案、确定实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程序，自已加以实现并对实验结果进行分析处理。

电工设计性实验主要是电气控制系统的设计。其基本实验过程如下：

一、电气控制系统的一般要求

１）              电气控制系统应满足生产工艺的要求。各种不同的生产机械或不同的生产过程，由于控制对象不同，对电气控制系统的工艺要求也不同。设计电气控制系统，应根据加工工艺、传动形式、操作要求等采用有效的设计，逐个环节加以实现。

２）              电气控制系统设计要做到正确、安全、可靠，操行维护方便，设备投资少等。

３）              要正确选择控制电路的电压、电流种类及额定值，合理选择电器元件。

４）              电器设备的线圈或触头连接不正确，会使控制电路发生错误的动作，或动作竞争，有时会造成严重的事故。

５）              在电力控制系统发生故障的情况下，应保证操作人员的安全，防止生产机械和电气设备的损坏或加工中出现工件报废。

６）              设计电气控制系统，应采取各种有效的保护措施，如短路保护、过载保护、过电流保护、欠失压保护、终端保护、联锁保护、接零保护、故障停车保护等。

二、电气控制系统设计的基本内容：

１）确定电气控制系统方案。

２）选择被控制电机容量，结构型式。

３）设计电气控制系统电路图。

４）元器件选择，制订元器件一览表。

５）电气控制系统施工设计和使用说明书。

６）编写设计计算说明书和使用说明书。

三、    控制系统电气原理图的绘制

１）              控制系统的电气原理图上，应将电力传动、控制、指示信号及照明等电路全部绘制出来。主电路用粗实线绘制，其它电路用细实线绘制。

２）              电气原理图的图形符号、文字符号和回路标号，应按国家标准进行标注。电路元器件的图形符号，应按未接通电源时的状态绘制。

３）              电气原理图上的电动机应标注用途、型号、功率、电压、电流、转速。

４）              电气原理图上的电器元件应标注用途或作用。行程开关等应绘出动作程序及动作位置的示意图表。

５）              具有循环运动的设备，应在电气原理图上绘出工作循环图。

６）              电气原理图上，若干元件组成的具有特定功能的环节，可用虚线方框括起来，并标注出该环节的主要作用；对于电路和元件完全相同并重复出现的环节，可以只绘出其中一个环节的完整电路，其余相同环节可用虚线方框表示，并标明该环节的文字符号或环节名称，该环节与其它环节间的连线可在虚线框外面绘出。

７）              电气原理图中的图形符号，应绘制正确无误，并标注出在电气原理图中使用的文字符号。全部电机、电器元件的型号及额定技术数据，均应填注在一览表内。 

 

四、设计性实验举例

实验课题：直接起动控制电路

设计要求：Y系列电动机，额定功率4KW，额定转速1440r／min，　额定电压380V，额定电流8.4A，功率因数０.85，Ｙ形接法，电动机起动电流／额定电流＝7.0，采用轻载起动，长期工作。

控制方案的确定：

１．本三相交流电动机由于功率较小，可采用交流接触器进行控制。

２．由于本控制系统简单，控制电路直接采用交流电压380V作为控制电压。

３．对起动按钮用自锁电路以保证电动机直接起动。

４．本系统采用熔断器作短路保护，采用热继电器作过载保护，采用接触器作失压保护。

 

控制原理图

 

元件参数选择：

１．熔断器FU的选择

主电路为单台电动机起动控制电路，电动机额定电流为8.4A，熔丝电流为Ｉ_eR≥Ｋ₁Ｉ_qD＝0.4×7×8,4＝23.52A，选用25A的螺旋式熔断器。

２．交流接触器的选择

            因为电动机额定电流为8.4A，且电动机为不频繁起动，故选用CJ10—10的10A交流接触器，线圈电压为380V。

３．热继电器的选择

考虑到热继电器从额定整定电流为1.2I时加热至稳定20分钟后开始动作，则热元件的额定电流为I＝Ｉ＝8.4A，故选择JR10－10A。

    元件布置工艺图及接线图设计

１．          电气元件的布局应达到操作维护方便。经常要操作的电气元件应放在右边且离操作者最近的地方；不需要经常使用的电气元件应放在离操作者较远的地方。本方案中，按钮安装在设备旁，将接触器、热继电器等元件布置在配电箱内。这样的布置必须使用接线端子，以便于配电箱内的电气元件与机旁的按钮进行接线。

２．          电气元件的布置应充分考虑维修工艺要求。为了维修方便，应将主电路与控制电路基本分开，以便于查线。

３．          为了便于配电箱与外部导线连接，端子排应布置在控制箱出线处。

连接导线应按原理图上的编号进行标注。

 

电路安装

１．       电气元件应按安装图上的位置安装固定。为了安装固定在设计位置，通常采取座标定位法，即按板面的两条边作为X轴和Y轴，然后按照直角坐标位置，逐一划出各元件的安装位置，把电气元件放在固定位置上，依电气元件的安装孔位置逐一打孔，并用木（铁）缧丝把电气元件固定在划出的安装位置上。

２．       电路的安装应严格遵守工艺操作规程。在接线缧丝上接线时，绝对不能将线鼻逆缧丝拧紧方向放置。在大电流电路中，接线头应根据要求进行电气焊接，以保证良好的电气连接与机械强度。

３．       电路最好的接线方式是：首先根据接线图配线，配线的长短根据安装图上导线需长确定，一般在两端要注意预留５～10cm的线段，以确保接线时做线鼻用，同时也有利于调整电路的布局。

配线后，应在每条线的两端穿上号码筒。并在号码筒上标注线号。然后依号码筒上的线号进行接线。接线时要注意按号码筒上的编号对照原理图上的编号进行接线，否则容易发生错误。

最后依接线图将需要放在一起的走线进行捆绑、整形。注意将走线的弯角整形成直角，以求电路的美观。

电气元件参数的整定：

　　　　参数的整定主要包括各类保护电气参数的整定。如热继电器中热元件动作电流的整定等。整定参数一般根据控制电路设计时所选定电路的参数进行。

实验报告：写出完成上述任务过程，并将设计、安装、调试结果报告。