電工電子技術(shù) 課件 3任務(wù)四、互感線圈電路的研究實驗

任務(wù)四、互感繞組電路的研究實驗電工電子技術(shù)

黃燕華任務(wù)導(dǎo)學(xué)什么是繞組的同名端？為什么要規(guī)定繞組的同名端？

任務(wù)導(dǎo)學(xué)同名端是指在同一交變磁通的作用下任一時刻兩個（或兩個以上）繞組中都具有相同電勢極性的端頭彼此互為同名端。在三相電機(jī)中，如果把同名端一接錯，就會產(chǎn)生大問題，三相電流在電機(jī)中形成不了旋轉(zhuǎn)磁場，電機(jī)不但不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且三相電流嚴(yán)重不對稱，對電機(jī)影響很大，導(dǎo)致發(fā)熱甚至燒壞電機(jī)。任務(wù)情境要正確使用變壓器，或者有磁耦合的互感繞組進(jìn)行繞組的串并聯(lián)時，必須清楚各繞組的同極性端(同名端)的概念，根據(jù)實驗步驟完成繞組同名端的測定。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，一個繞組因另一個繞組中電流變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象，根據(jù)實驗步驟完成互感系數(shù)的測定。任務(wù)實施1、準(zhǔn)備好實驗所需設(shè)備：直流數(shù)字電壓表、毫安表；交流數(shù)字電壓表、電流表；互感線圈、鐵、鋁棒；EEL-51組件（含100Ω/3W電位器、510Ω/8W線繞電阻）。2、測定互感線圈的同名端（1）直流法實驗電路如圖３-２６所示，將繞組Ｎ１、Ｎ２同心式套在一起，并放入鐵心。Ｕ１為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，調(diào)至６Ｖ，然后改變可變電阻器Ｒ(由大到小調(diào)節(jié))，使流過Ｎ１側(cè)的電流不超過0.４Ａ(選用５Ａ量程的數(shù)字電流表)，Ｎ２側(cè)直接接入２ｍＡ量程的毫安表?將鐵棒迅速地拔出和插入，觀察毫安表正負(fù)數(shù)的變化，來判斷Ｎ１和Ｎ２兩繞組的同名端。將結(jié)果記錄至表３-１中。直流法測定繞組同名端電路同名端

表3-1繞組同名端的測定結(jié)果（直流法）（2）交流法實驗電路如圖３-２７所示，將繞組Ｎ２套在繞組Ｎ１中。Ｎ１串接電流表(選０~５Ａ的量程)后接至自耦調(diào)壓器的輸出，并在兩繞組中插入鐵棒。接通電源前，首先應(yīng)檢查自耦調(diào)壓器是否調(diào)至零位，確認(rèn)后方可接通交流電源，令自耦調(diào)壓器輸出一個很低的電壓(約２Ｖ)，使流過電流表的電流小于１.５Ａ，Ｎ２側(cè)接入發(fā)光二極管(ＬＥＤ)與５１０Ω的電阻串聯(lián)支路。１)將鐵棒慢慢地從兩繞組中抽出和插入，觀察ＬＥＤ亮度及各儀表讀數(shù)的變化，記錄變化現(xiàn)象。２)改變兩繞組的相對位置，觀察ＬＥＤ亮度及各電表讀數(shù)的變化，記錄變化現(xiàn)象。３)改用鋁棒替代鐵棒，重復(fù)１)、２)兩個步驟，觀察ＬＥＤ亮度及各儀表讀數(shù)的變化，記錄變化現(xiàn)象。4）用0~20V量程的交流電壓表測量U13、U12、U34，判斷同名端。拆去2、4聯(lián)線，并將2、3相接，重復(fù)上述步驟，判定同名端。并將結(jié)果填入表3-2中。（2、4相接）同名端

（2、3相接）同名端繞組同名端的測定結(jié)果（交流法）交流法測定繞組同名端電路3、測定兩線圈的互感系數(shù)M如圖3-28所示，在互感繞組的Ｎ２側(cè)開路，Ｎ１側(cè)施加２Ｖ左右的交流電壓Ｕ１，測出并記錄參數(shù)Ｕ１、Ｉ１、Ｕ２。將數(shù)值填入表３-３中，根據(jù)互感電動勢：可得互感系數(shù)M為：互感系數(shù)參數(shù)4、實驗注意事項（1）整個實驗過程中，注意流過線圈的電流不超過1.5A，流過線圈的電流不得超過1A；（2）測定同名端及其它的測量數(shù)據(jù)的實驗中，都應(yīng)將小線圈套在大線圈中，并行插入鐵芯；（3）實驗前，首先檢查自耦調(diào)壓器，要保證手柄置于零位，因?qū)嶒灂r所加的電壓只有2~3V左右。因此調(diào)節(jié)時要特別仔細(xì)、小心，要隨時觀察電流表的讀數(shù)，不得超過規(guī)定值。兩線圈互感系數(shù)M的測定電路知識鏈接一、變壓器繞組的極性二、互感系數(shù)

一、變壓器繞組的極性電工電子技術(shù)

黃燕華變壓器繞組的極性同名端同極性端繞在同一鐵心上的兩個繞組，在任何瞬時都極性相同的兩個對應(yīng)端。同名端用“·”標(biāo)出。②①③④⑤⑥ⅡⅢ··繞組Ⅱ和Ⅲ的③和⑤(或④和⑥)是同名端。(1)對于已知繞向的兩個繞組從他們的任意二端通入電流,如果電流在鐵心中產(chǎn)生的磁通方向一致,這兩端就是同名端。反之，這兩端就不是同名端，并稱之為異名端。②①③④·i1i2φ1φ2··②①③④·i1i2φ1φ2一.同名端的判別方法(2)對于已經(jīng)制成的變壓器，已無法辨認(rèn)其繞向的繞組，則只能用實驗法確定繞組的同名端。+－U①③④②ⅠⅡ交流法將繞組Ⅰ、Ⅱ的任意兩端，如②和④連在一起。然后在一個繞組的二端（如繞組Ⅰ）加入交流電源，其有效值U較低。測量各段電壓如果U13=U12－U34則①、③是同名端。如果U13=U12+U34則①、③是異名端。二.繞組的串聯(lián)和并聯(lián)繞組的串聯(lián)使一次繞組適應(yīng)較高的電源電壓;使二次繞組輸出較高的電壓。繞組串聯(lián)連接的方法兩個繞組的異名端相連。繞組的另外二端一次繞組接交流電源；二次繞組接負(fù)載。如接錯，對于一次繞組將立即燒毀；對于二次繞組，將使輸出電壓降低，甚置為零。····繞組的并聯(lián)使繞組通過較大的電流。繞組并聯(lián)連接的方法兩個繞組的同名端對應(yīng)相連。如接錯，繞組將立即燒毀。二、互感系數(shù)電工電子技術(shù)

黃燕華一個線圈因另一個線圈中電流變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象。這兩個線圈稱為互感線圈，用互感系數(shù)（簡稱互感）M來衡量互感線圈的這種性能?；ジ械拇笮〕伺c兩線圈的幾何尺寸、形狀、匝數(shù)及導(dǎo)磁材料的導(dǎo)磁性能有關(guān)外，還與兩線圈的相對位置有關(guān)。如圖3-31所示，在互感線圈的N1側(cè)施加低壓交流電壓U1，測出I1及U2。根據(jù)互感電動勢可算得互感系數(shù)為互感系數(shù)測定任務(wù)實施1、準(zhǔn)備好實驗所需設(shè)備：直流數(shù)字電壓表、毫安表；交流數(shù)字電壓表、電流表；互感線圈、鐵、鋁棒；EEL-51組件（含100Ω/3W電位器、510Ω/8W線繞電阻）。2、測定互感線圈的同名端（1）直流法實驗電路如圖３-２６所示，將繞組Ｎ１、Ｎ２同心式套在一起，并放入鐵心。Ｕ１為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，調(diào)至６Ｖ，然后改變可變電阻器Ｒ(由大到小調(diào)節(jié))，使流過Ｎ１側(cè)的電流不超過0.４Ａ(選用５Ａ量程的數(shù)字電流表)，Ｎ２側(cè)直接接入２ｍＡ量程的毫安表?將鐵棒迅速地拔出和插入，觀察毫安表正負(fù)數(shù)的變化，來判斷Ｎ１和Ｎ２兩繞組的同名端。將結(jié)果記錄至表３-１中。直流法測定繞組同名端電路同名端

表3-1繞組同名端的測定結(jié)果（直流法）（2）交流法實驗電路如圖３-２７所示，將繞組Ｎ２套在繞組Ｎ１中。Ｎ１串接電流表(選０~５Ａ的量程)后接至自耦調(diào)壓器的輸出，并在兩繞組中插入鐵棒。接通電源前，首先應(yīng)檢查自耦調(diào)壓器是否調(diào)至零位，確認(rèn)后方可接通交流電源，令自耦調(diào)壓器輸出一個很低的電壓(約２Ｖ)，使流過電流表的電流小于１.５Ａ，Ｎ２側(cè)接入發(fā)光二極管(ＬＥＤ)與５１０Ω的電阻串聯(lián)支路。１)將鐵棒慢慢地從兩繞組中抽出和插入，觀察ＬＥＤ亮度及各儀表讀數(shù)的變化，記錄變化現(xiàn)象。２)改變兩繞組的相對位置，觀察ＬＥＤ亮度及各電表讀數(shù)的變化，記錄變化現(xiàn)象。３)改用鋁棒替代鐵棒，重復(fù)１)、２)兩個步驟，觀察ＬＥＤ亮度及各儀表讀數(shù)的變化，記錄變化現(xiàn)象。4）用0~20V量程的交流電壓表測量U13、U12、U34，判斷同名端。拆去2、4聯(lián)線，并將2、3相接，重復(fù)上述步驟，判定同名端。并將結(jié)果填入表3-2中。（2、4相接）同名端

（2、3相接）同名端繞組同名端的測定結(jié)果（交流法）交流法測定繞組同名端電路3、測定兩線圈的互感系數(shù)M如圖3-28所示，在互感繞組的Ｎ２側(cè)開路，Ｎ１側(cè)施加２Ｖ左右的交流電壓Ｕ１，測出并記錄參數(shù)Ｕ１、Ｉ１、Ｕ２。將數(shù)值填入表３-３中，根據(jù)互感電動勢：可得互感系數(shù)M為：互感系數(shù)參數(shù)4、實