开路测试 - 万维百科
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开路测试的电路示意图变压器的开路测试(open-circuit test)也称为无载测试(no-load test),是在电机工程中量测变压器激磁电路无载阻抗的方式之一 ...
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开路测试
开路测试的电路示意图
变压器的开路测试(open-circuittest)也称为无载测试(no-loadtest),是在电机工程中量测变压器激磁电路无载阻抗的方式之一。
右侧是开路测试的电路示意图,电路图的右侧是开路,表示无载,而激磁相关电路未在示意图中绘出。
感应马达也有类似的无载测试,可以量测定子电感。
目录
1测试方式
2计算
2.1阻抗
2.2导纳
4相关条目
测试方式
测试方式是让变压器的二次侧开路。
将瓦特计(英语:Wattmeter)接在一次侧,安培计和一次侧绕组串联。
因为在一次侧给电压时,所给的电压就是一次侧绕组的电压,电压计是选配的,可以省略。
会在一次侧给额定电压。
若所给的电压是额定电压,变压器会建立其额定的磁通。
而铁芯的铁损是电压的函数,因此也会得到铁损的定值。
铁损在额定电压时最大,因此瓦特计(英语:Wattmeter)可以量到最大铁损。
变压器串联绕组的阻抗远小于其激磁电路的阻抗,因此输入电压会加在激磁电路上,因此瓦特计只量到铁损。
此测试只量测的到包括磁滞损及涡电流损的和,磁滞损小于涡电流损,但没有小到可以忽略的程度。
若给变压器不同的电压,可以将这两种损失区分出来,因为磁滞损和频率之间有线性关系,涡电流损和频率的平方成正比。
因为二次侧是开路,一次侧只流过无载电流,而铜损和电流平方成正比。
一次侧电流很小,因铜损也非常的小,可以忽略。
二次侧没有电流,因二次侧铜损为零。
二次侧是开路,没有负载,因此在此近似下,没有能量从一次侧流到二次侧,二次侧的电流也可以忽略。
因此二次侧电流也不会建立磁场,一次侧也不会产生感应电流。
因此可以省略其串联阻抗,因为假设没有电流会由此阻抗通过。
等效电路中会用并联的元件来表示铁损。
铁损是因为磁通的方向变化以及涡电流损所造成。
涡电流是因为变换磁通在铁芯上感应的电流。
等效电路中的串联电路是表示因为绕组电阻造成的损失。
量测一次绕组的电流、电压及功率可以计算导纳及功率因数。
变压器的串联阻抗可以用短路测试来量测。
计算
假设电流
I
0
{\displaystyle\mathbf{I_{0}}}
很小,而
W
{\displaystyle\mathbf{W}}
为瓦特计读值,可得:
W
=
V
1
I
0
cos
ϕ
0
{\displaystyle\mathbf{W}=\mathbf{V_{1}}\mathbf{I_{0}}\cos\phi_{0}}
可以重写公式为
cos
ϕ
0
=
W
V
1
I
0
{\displaystyle\cos\phi_{0}={\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{V_{1}}\mathbf{I_{0}}}}}
因此
I
m
=
I
0
sin
ϕ
0
{\displaystyle\mathbf{I_{m}}=\mathbf{I_{0}}\sin\phi_{0}}
I
w
=
I
0
cos
ϕ
0
{\displaystyle\mathbf{I_{w}}=\mathbf{I_{0}}\cos\phi_{0}}
阻抗
利用上述公式,可以计算
X
0
{\displaystyle\mathbf{X_{0}}}
及
R
0
{\displaystyle\mathbf{R_{0}}}
为
X
0
=
V
1
I
m
{\displaystyle\mathbf{X_{0}}={\frac{\mathbf{V_{1}}}{\mathbf{I_{m}}}}}
R
0
=
V
1
I
w
{\displaystyle\mathbf{R_{0}}={\frac{\mathbf{V_{1}}}{\mathbf{I_{w}}}}}
因此(此部分为错误,由于Xo及Ro为并联,阻抗Z应为V除Io)
Z
0
=
R
0
2
+
X
0
2
{\displaystyle\mathbf{Z_{0}}={\sqrt{\mathbf{R_{0}}^{2}+\mathbf{X_{0}}^{2}}}}
or
Z
0
=
R
0
+
j
X
0
{\displaystyle\mathbf{Z_{0}}=\mathbf{R_{0}}+\mathbf{j}\mathbf{X_{0}}}
(以上为错误部分)
导纳
导纳是阻抗的倒数,因此
Y
0
=
1
Z
0
{\displaystyle\mathbf{Y_{0}}={\frac{1}{\mathbf{Z_{0}}}}}
电导
G
0
{\displaystyle\mathbf{G_{0}}}
为
G
0
=
W
V
1
2
{\displaystyle\mathbf{G_{0}}={\frac{\mathbf{W}}{\mathbf{V_{1}}^{2}}}}
电纳为
B
0
=
Y
0
2
−
G
0
2
{\displaystyle\mathbf{B_{0}}={\sqrt{\mathbf{Y_{0}}^{2}-\mathbf{G_{0}}^{2}}}}
或
Y
0
=
G
0
+
j
B
0
{\displaystyle\mathbf{Y_{0}}=\mathbf{G_{0}}+\mathbf{j}\mathbf{B_{0}}}
此处
W
{\displaystyle\mathbf{W}}
为瓦特计读值
V
1
{\displaystyle\mathbf{V_{1}}}
为一次侧所给电压
I
0
{\displaystyle\mathbf{I_{0}}}
为无载电流
I
m
{\displaystyle\mathbf{I_{m}}}
为无载电流的激磁成分
I
w
{\displaystyle\mathbf{I_{w}}}
为无载电流的铜损成分
Z
0
{\displaystyle\mathbf{Z_{0}}}
为激磁阻抗
Y
0
{\displaystyle\mathbf{Y_{0}}}
为激磁导纳
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分类:电子测试变压器
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