開路測試

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開路測試的電路示意圖

變壓器開路測試(open-circuit test)也稱為無載測試(no-load test),是在電機工程中量測變壓器激磁電路無載阻抗的方式之一。 右側是開路測試的電路示意圖,電路圖的右側是開路,表示無載,而激磁相關電路未在示意圖中繪出。

感應馬達也有類似的無載測試,可以量測定子電感[1]

測試方式[编辑]

測試方式是讓變壓器的二次側開路。將瓦特計英语Wattmeter接在一次側,安培計和一次側繞組串聯。因為在一次側給電壓時,所給的電壓就是一次側繞組的電壓,電壓計是選配的,可以省略。會在一次側給額定電壓。

若所給的電壓是額定電壓,變壓器會建立其額定的磁通。而鐵芯的鐵損是電壓的函數,因此也會得到鐵損的定值。鐵損在額定電壓時最大,因此瓦特計英语Wattmeter可以量到最大鐵損。變壓器串聯繞組的阻抗遠小於其激磁電路的阻抗,因此輸入電壓會加在激磁電路上,因此瓦特計只量到鐵損。此測試只量測的到包括磁滯損及渦電流損的和,磁滯損小於渦電流損,但沒有小到可以忽略的程度。若給變壓器不同的電壓,可以將這兩種損失區分出來,因為磁滯損和頻率之間有線性關係,渦電流損和頻率的平方成正比。

因為二次側是開路,一次側只流過無載電流,而銅損和電流平方成正比。一次側電流很小,因銅損也非常的小,可以忽略。二次側沒有電流,因二次側銅損為零。

二次側是開路,沒有負載,因此在此近似下,沒有能量從一次側流到二次側,二次側的電流也可以忽略。因此二次側電流也不會建立磁場,一次側也不會產生感應電流。因此可以省略其串聯阻抗,因為假設沒有電流會由此阻抗通過。

等效電路中會用並聯的元件來表示鐵損。鐵損是因為磁通的方向變化以及渦電流損所造成。渦電流是因為變換磁通在鐵芯上感應的電流。等效電路中的串聯電路是表示因為繞組電阻造成的損失。

量測一次繞組的電流、電壓及功率可以計算导纳功率因数。變壓器的串聯阻抗可以用短路測試來量測。

計算[编辑]

假設電流很小,而為瓦特計讀值,可得:


可以重寫公式為

因此

阻抗[编辑]

利用上述公式,可以計算


因此

or

导纳[编辑]

导纳是阻抗的倒數,因此

電導

電纳為


此處

為瓦特計讀值

為一次側所給電壓

為無載電流

為無載電流的激磁成份

為無載電流的銅損成份

為激磁阻抗

為激磁导纳

參考資料[编辑]

  • Kosow. Electric Machinery and Transformers. Pearson Education India. 2007. 
  • Smarajit Ghosh. Fundamentals of Electrical and Electronics Engineering. PHI Learning Pvt. Ltd. 2004. 
  • Wildi, Wildi Theodore. Electrical Machines , Drives And Power Systems, 6th edtn.. Pearson. 2007. 
  • Grainger. Stevenson. Power System Analysis. McGraw-Hill. 1994. 

相關條目[编辑]

  • ^ 陳銘良 感應馬達無感測直接轉矩控制系統