华中科技大学电气检测技术实验.概要
电气试验报告(一)
电气试验报告（一）引言概述：电气试验报告（一）旨在对某电气设备进行全面的试验和评估，以确保其工作正常、安全可靠。
本文将通过引言、正文内容和总结三个部分，详细分析电气试验的目的、试验内容、重点项目及结果，为读者提供全面的试验数据和结论。
正文内容：1. 试验目的a. 确保设备符合相关安全标准和法规要求b. 验证设备的技术性能和质量水平c. 检验设备在不同工况下的可靠性和稳定性d. 搜集试验数据和参数，为设备改进和优化提供依据e. 评估设备的适用性和性价比2. 试验内容a. 外观检查：对设备外观、连接线路、开关控制等进行检查和记录b. 电气参数测试：测量设备的电流、电压、功率、功率因数等参数，并记录数据c. 故障检测：模拟故障情况，测试设备的自动过载保护、短路保护等功能是否正常d. 绝缘测试：使用绝缘测试仪对设备的绝缘电阻进行测量和评估e. 热稳定性试验：对设备进行长时间负载工作，测试其在高温条件下的性能稳定性和散热效果3. 重点项目a. 设备的额定电流和额定电压：通过试验测量，与设备生产厂家提供的参数进行对比b. 设备的能效指标：计算设备的功率因数、能效等级，并与相关标准进行对比c. 应急故障处理：测试设备在故障情况下的应急措施和保护功能d. 设备的短路电流承受能力：通过模拟短路情况，测试设备的短路电流能否承受e. 设备的寿命预测：通过试验数据和性能指标，对设备的寿命进行预测和评估4. 试验结果a. 设备的外观无明显损坏或缺陷，符合相关要求b. 电气参数测试符合设备的额定参数，满足技术规范要求c. 设备的过载保护、短路保护等故障处理功能正常d. 设备的绝缘电阻达到安全要求，表明设备的绝缘性能良好e. 设备在长时间负载工作下性能稳定，热稳定性良好总结：本文对电气试验报告（一）的目的、试验内容、重点项目和试验结果进行了详细阐述。
根据试验数据和评估结果，可以得出设备在外观、技术参数、故障处理和性能稳定性等方面符合相关要求，具备一定的可靠性和安全性。
华中科技大学电力系统综合实验报告
电力系统综合实验报告第一部分综合实验台1、实验目的通过实验加深对电力系统暂态稳定性内容的理解，在对不同类型短路数据的分析中锻炼独立思考的能力，进一步了解不同短路故障对电力系统的危害。
实验方式为在理想实验台上模拟最简单的电力系统暂态稳定性问题，以期巩固学生在前一阶段的学习中对相关内容的掌握。
2、实验原理与接线电力系统中不同类型的短路故障引起的最大短路电流可由下式得到，推导过程可参见《电力系统分析》一书相关章节内容。
单相接地短路：I f=3E aj(X ff1+X ff2+X ff0)两相相间短路：I f=√3E aj(X ff1+X ff2)两相接地短路：I f=√3√1−X ff2//X ff0X ff2+X ff0•E aj(X ff1+X ff2//X ff0)三相对称短路：I f=E aj(X ff1)如下图1实验接线模拟了单机无穷大系统。
图1单机无穷大系统3、实验结果与数据分析⑴、不同故障类型对短路电流影响在下表中根据QF1~QF6的开断来选择单机无穷大系统的运行方式。
XL1接入双回线运行、XL2接入双回线运行。
表格 1 短路切除时间0.5s单相接地短路实验数据根据以上表格得出以下结论：1）在各种不同类型的短路中，系统以双回线运行时短路电流较系统单回线运行时短路电流更大，与序网分析结果一致。
2）在各种不同类型的短路中，XL1接入时短路电流相对XL2接入时短路电流更小，以单相短路为例进行分析，可知接入XL阻抗越小，短路电流越大。
判断实验台设置中XL1大于XL2。
3）对比各组实验数据，发现短路电流大小在不同短路类型中呈现有以下关系。
两相相间短路>两相接地短路>三相接地短路>单相接地短路根据相关实验原理分析，由于X ff1≈X ff2≫X ff0，一般有三相接地短路>两相接地短路>单相接地短路>两相相间短路。
实验台中元件参数不可测量，经分析判断本次实验中负序阻抗偏小导致了两相短路电流偏大的现象发生。
电机速度开环控制和闭环控制
实验三十三电机速度开环控制和闭环控制（自动控制理论—检测技术综合实验）一、实验原理1．直流电机速度的控制直流电机的速度控制可以采用电枢回路电压控制、励磁回路电流控制和电枢回路串电阻控制三种基本方法。
三种控制方式中，电枢电压控制方法应用最广，它用于额定转速以下的调速，而且效率较高。
本实验采用电枢控制方式，如图33-1 所示。
本实验装置为一套小功率直流电机机组装置。
连接于被控制电机的输出轴的是一台发电机，发电机输出端接电阻负载，调节电阻负载即可调节被控制电机的输出负载。
发电机输出电压E图33-1 直流电机速度的电枢控制方式兼作被控电机速度反馈电压。
2．开环控制和闭环控制由自动控制理论分析可知，负载的存在相当于在控制系统中加入了扰动。
扰动会导致输出（电机速度）偏离希望值。
闭环控制能有效地抑制扰动，稳定控制系统的输出。
闭环控制原理方框图如图33-2。
当积分环节串联在扰动作用的反馈通道（即扰动作用点之前）时，即成为针对阶跃扰动时的I 型系统，能消除阶跃信号扰动。
图33-2 直流电机速度的闭环控制原理方框图采用积分环节虽然能一定程度上消除系统的稳态误差，但是却对系统的动态性能（超调量、响应时间）和稳定性产生不利影响。
因此需要配合进行控制器的设计和校正（采用根轨迹设计方法或频域设计方法）。
此外，在扰动可以测量的情况下，采用顺馈控制也能有效地对扰动引起的跟踪误差 进行补偿，减轻反馈系统的负担，见图 33-3。
cDREG 1 G C图 33-3 反馈＋顺馈控制方式消除扰动引起的误差式中： G 1= G 1 (s ) 为控制器传递函数，也是扰动输入时的反馈通道传递函数；G 2 = G 2 (s ) 为被控对象（本实验中即被控直流电机）的传递函数； G c = G c (s ) 为顺馈控制通道传递函数； R 为指令输入，即希望的电机速度；C 为输出被控量，即被控电机的输出速度； E 为系统的稳态误差；D 为系统的扰动输入，即电机的负载。
华中科技大学电力电子实验报告
电气学科大类2010 级《信号与控制综合实验》课程电力电子实验报告姓名童俊_学号U200912052 专业班号电气1011指导教师邓春花老师日期2013/6/25实验成绩评阅人实验四十八 DC/DC 单端反激式变换电路设计实验一． 实验原理1. 单端反激变换电路基本原理在基本的DC/DC 变换器中引入隔离变压器，可以实现变换器的输入端和负载端的电气隔离，从而提高运行的安全可靠性和电磁兼容性。
同时，当电源电压V S 和负载所需的输出电压V O 相差较大时，也不会导致占空比D 接近1或者0。
而且引入变压器后，电路可以设置多个二次绕组输出几个不同的直流电压。
图48-1是单端反激变换电路原理图。
电路仅有一个开关管，隔离变压器的磁通只能单方向变化。
当有正向偏压加载在开关晶体管VT 的基极上时，VT 导通，当集电极-发射极间的电压达到饱和电压V CE(sat)时，输入电压加在变压器的初级绕组上的电压。
同时，在变压器的次级绕组中感应出反极性的电压，次级的二极管VD 中没有电流流过，次级绕组处于开路状态。
这时变压器内部并没有能量传递，电源提供给初级绕组的能量全部存储在变压器中。
开关管断开时，电源停止向初级绕组提供能量，同时变压器给负载供电，因此该电路称为图 48-1隔离式单端反激电路的原理单端反激变换电路。
2.自激式单端反激变换器原理及其设计图48-2是一种常见的自激式单端反激变换电路，简称为RCC电路，广泛应用于50W以下的开关电源，它不需要专门的振荡电路，结构简单，由输入电压与输入、输出电流改变频率。
图48-2 RCC基本电路（1）自激原理RCC电路的电压和电流波形如图48-3所示。
输入电压V1是输入交流电压经整流的直流电压。
当V1加到输入端时，V1通过电阻R B 和晶体管VT1的基-射极给VT1的基极一个正的偏置电压，使VT1导通，变压器T1的初级绕组流过励磁电流，而此时感应到的次级的电压V2由于二极管的阻挡而不能向负载提供电能，所以电源提供的能量完全积聚在变压器中。
移相器
五、
注意事项
因为本实验仪中音频信号由函数发生器产生，所以通过移相器波形局部有些畸变， 但这不是仪器故障。 正确选择示波器中的“触发”形式，以保证双踪示波器能看到位移波形的变化。
集学科优势
- 4 -
求改革创新
则 G ( jω ) =
(1 − ω 2 C 22W 2 )( R22 C12 ω 2 − 1) + 4ω 2 C1C 2 R2W G ( jω ) = 2 2 2 2 (1 + ω 2 C 2 W 2 )(1 + R2 C1 ω )
当 R1=R2=R3=R4=R5=10K 时有
G ( jω ) = 1
华中科技大学电气与电子工程学院实验教学中心
信号与控制综合实验指导书
第三章 检测技术基本实验
实验十九
一、 实验目的
移相器实验
说明运算放大器构成的移相电路的工作原理。
二、
实验原理
由图可求得该电路的闭环增益 G（S）
G(S ) =
R C S ( R3 + R1 ) 1 R4 + R5 − R5 2 1 − R3 R1 R4 WC 2 S + 1 R2 C1 S + 1 jR C ω ( R3 + R1 ) 1 R4 + R5 − R5 2 1 − R3 R1 R4 jWC 2ω + 1 jR2 C1ω + 1
ψ 2 tgψ = 2ψ 1 − tg 2 2tg
1 − ω 2 R2 C1C 2W tgψ = 2arctg ωC 2W + ωR2 C1 1 时， ω R 将产生相应得相位变化，当 ω >
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（3） 模型参数提取软件 （ModelEd：Model Editor）
其主要功能是提取来自厂家的器件的数 据信息，生成所需要的模型参数。尽管 PSpiceA/D的模型库中提供了一万多种元器 件的模型参数，但在实际应用中仍有用户觉 得不够用，这时ModelEd软件就显得至关重 要。
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• 瞬态分析 包括瞬态响应分析（Transient Analysis）、
傅里叶分析（Fourier Analysis）。
• 参数扫描 • 包括温度特性分析（Temperature Analysis） 参数扫描分析（Parametric Analysis）。
• 其主要功能是自动调整元器件的参 数设计值，使电路的特性得到改善，实现 电路的优化设计。
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• OrCAD软件包中各软件之间的相互关系
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3. OrCAD仿真分析电路过程
❖很强的数据处理能力。（计算机存储量大、 数据处理能力强，设计完后，可以很方便地 生成各种数据文件和报表文件）
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电子线路计算机辅助分析与设计的基本流程
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•电路安装、调试和测量
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华中科技大学电力电子实验
TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节，其振荡频率如下：
(28 - 1)
输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。
（2）基于PWM芯片的控制电路设计。
（3）调试验证电路的正确性
（4）分析并验证基于集成PWM控制芯片TL494的PWM控制电路的基本功能
（5）掌握PWM控制芯片的工作原理和外围电路设计方法。
2、实验原理及方案设计
TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式，以适应不同场合的要求。其主要特性如下：（参考PCB资源网的学习资料）
实验二十九DC/DC—PWM升压、降压变换电路性能研究
1、实验目的
（1）验证研究DC/DC PWM降压变换电路的工作原理和特性。
环流法监测XLPE电缆金属护套多点接地
∫ 为: AA =
Da / 2
( ia/ 2
) d = ( i a/ 2 ) ln( Da/ Ds) ;
Ds / 2
B 电缆电流产生的磁通, 也会与 A 电缆护套交链的
BA 在 ∈ [ S , D b ] 范 围 中 表 示 为: BA =
∫D b/ 2 ( i b/ 2
)d
= ( ib / 2 ) ln( D b/ 2S) 。即有 A 电
它两相的金属护套没有形成多点接地, 其环流可以
不予考虑。这时不能按前述公式计算感应电势了, 只 需考虑三相缆芯电流对故障相金属护套的感应电势
所引起的环流。
电缆的金属护套可视为同心的套在缆芯周围且
其薄壁呈圆柱体, 因其壁厚远小于其直径, 故可将金
属护套的自感视为 0, 见图 3。
图 3 电缆单回路磁场
设电缆的长度为 l , 则图 2 回路电压方程组为: I s1 ( R + jX ) + ( I s1 + I s2 + I s3) ( R 1 + R2 + Re) +
I s2 jX 1 l + I s3 jX 2l = Es 1l , I s2 ( R + jX ) + ( I s1 + I s2 + I s3) ( R 1 + R2 + Re) +
基本 无信号
I p- pB I p- pA /%
0 0
20. 8 728 80. 44
6 067 1 020 1 074 23. 6 826 76. 9
护套两端分 接户外地两点
5 064 784 825 5 099 888 935
12. 6 441 53. 5 13. 1 485 49
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电气学科大类《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验三:检测技术基本实验)姓名刘梦娜学号U201111844 专业班号电气1103 同组者谭园学号U201111845 专业班号电气1103指导教师日期实验成绩实验评分表基本实验实验编号名称/内容实验分值评分22-1了解相敏检波器工作原理1022-2差动变压器性能检测1022-3差动变压器零残电压的补偿2022-4差动变压器的标定40设计性实验实验名称/内容实验分值评分PT100 铂热电阻测温实验40创新性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分目录实验二十二:差动变压器的标定 (4)1.了解相敏检波器工作原理 (5)2.差动变压器的性能检测 (7)3.差动变压器的性能补偿 (8)4.差动变压器的标定 (10)实验二十四：PT100 铂热电阻测温实验 (14)心得与体会 (16)参考文献 (17)实验二十二:差动变压器的标定一、实验目的通过实验学习差动变压器测试系统的组成；了解相敏检波器的工作原理；学会差动变压器性能检测的方法；掌握差动变压器零残电压补偿的方法；掌握差动变压器的标定方法。
二、实验原理差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。
初级线圈作为差动变压器激励用，相当于变压器的原边；次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的相同线圈反相串接而成，相当于变压器的副边。
差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上。
零点残余电压主要波形成分为基波分量和高次谐波。
（1）基波分量：这是由于差动变压器两个次级绕组因材料或工艺差异造等效电路参数（M、L、R）不同，线圈中的铜损电阻及导磁材料的铁损，线圈中线间电容的存在，都使得激励电流与所产生的磁通不同相。
（2）高次谐波：主要是由导磁材料磁化曲线非线性引起，由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使激励电流与磁通波形不一致，产生了非正弦波（主要是三次谐波）磁通，从而在二次绕组中感应处非正弦波的电动势。
零点残余电压产生原因：(1) 复阻抗不容易达到真正平衡，（2）磁化曲线的非线性产生高次谐波，(3) 各种损耗，(4) 分布电容的影响减少零残电压的办法：由于零残电压的存在会造成差动变压器零点附近的不灵敏区，电压经过放大器会使放大器末级趋向饱和，影响电路正常关系，因此必须采用适当的方法进行补偿。
这些方法包括：（1）从设计和工艺制作上尽量保证线路和磁路的对程；（2）采用相敏检波电路及选用补偿电路。
三、方案实现和具体设计1、了解相敏检波器工作原理实验步骤：(1)调节音频振荡器输出频率为5KHZ，输出幅值2V，将音频振荡器00端接相敏检波器的输入端①，相敏检波器的输出端③与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器的输出端接数字电压表2V。
相敏检波器的交流参考电压输入端②分别接00、1800，使相敏检波器的输入信号和交流参考电压分别同相或反相，用示波器观察相敏检波器输出端③的波形变化和电压表电压值变化。
注意：示波器的“触发”方式要选择正确。
（2）用示波器两通道观察相敏检测器⑤⑥的波形并记录下观察到的波形实验波形记录及分析信号源输入波形为正弦波。
同相反向输入整流波形如下：0度同相输入整流波形180度反向输入整流波形5,6端口通过相敏检波电路，我们得到全波整流波形。
相敏检波器的的5，6端输出为得到方波信号，可以看出，相敏检波器中整形电路将输入的正弦波转换成方波。
2：差动变压器性能检测实验步骤：(1)按下图接线，差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV端功率输出。
（2）音频振荡器输出频率5KHz，输出值VP-P值2V。
(3)用手提变压器磁芯，观察示波器第二通道的波形是否能过零翻转，以判断两个次级线圈的联接方式，如不能过零翻转，则需改变两个次级线圈的串接端，使两个次级线圈反向串联。
Lv5KHz第二通道示波器第一通道。
实验波形记录及分析：过零翻转前，同相输出过零翻转过零翻转后，反相输出根据上图，用手按磁芯时，输出信号发生过零翻转，则课确定次级线圈反向串联。
由此可确定，次级线圈为反向串联。
3：差动变压器零残电压的补偿实验步骤(1) 根据上图接线，差动放大器增益调到最大，音频LV端输出VP-P值2V，调节音频振荡器频率，使示波器二通道波形不失真。
（2）调节测微仪带动衔铁在线圈中运动，使差动放大器输出电压最小，调整电桥网络WDWA电位器，使输出更趋减小。
实验波形记录及分析零点残余电压波形可以看出在进行补偿后，零点残余电压有了很大的改观，残余电压减小了一半左右，然而实验的结果并不是很理想，理论上在零点残余电压补偿过后其分量应该已三次谐波为主要分量，而实验所得数据中并非三次谐波分量，可见实验结果并非很理想。
4：差动变压器的标定-+W AW D Lv音频振荡器差放R低通V电压表移相器Φ1Φ2相敏检波器213实验步骤：1、按上图接线，差动放大器增益适度，音频振荡器Lv端输出5KHZ，VP-P值2V。
2、调节电桥WD、WA 电位器，移相器，调节测微头带动衔铁改变其在线圈中的位置，使系统输出为零。
3、旋动测微头使衔铁在线圈中上、下有一个较大的位移，用电压表和示波器观察系统输出是否正负对称。
如不对称则需反复调节衔铁位置和电桥、移相器，做到正负输出对称。
注意：示波器CH1、CH2 通道分别接入相敏检波器1、2 端口，用手将衔铁位置压到最低，调节电桥、移相器，当CH1、CH2所观察到的波形正好同相或反相时，则系统输出可做到正负对称。
4、旋动测微仪，带动衔铁向上5mm，向下5mm 位移，每旋一周（0.5mm）记录一电压值并填入表格。
实验波形记录及分析：进行标定校正时输出波形表格一差动变压器的标定位移mm0.5 1 1.5 2 2.5 3 3．5 4 4.5 5电压V 0.474 1.0951.612 2.0802.517 2.986 3.403 3.7404.056 4.311电压拟合值V 0.5190.97221.42561.87882.332 2.78523.2384 3.69164.14484.598错误！未找到引用源。
（V）0.045-0.123-0.187--2.012-0.185-0.2008-0.1646-0.0484-0.0880.287位移mm-0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 -3.5 -4 -4.5 -5电压V -0.505-1.102-1.598-2.036-2.414-2.801-3.152-3.485-3.793-4.069电压拟合值V -0.3872-0.8404-1.2936-1.7468-2.2-2.6532-3.1064-3.5596-4.0128-4.466错误！未找到引用源。
（V）0.11780.26160.30440.28920.2140.14680.0456-0.0746-0.2198-0.397数据拟合：灵敏度：k=Δy/Δx=0.9064拟合直线方程：y=0.9064x+0.066线性度：错误！未找到引用源。
=Δ错误！未找到引用源。
=0.397/(4.466+4.598)=4.38%由结果可知零点残余电压基本消除，输入特性曲线由原来的V形基本变为直线，可判断位移方向。
四、思考题1.为什么在差动变压器的标定中电路中要加移相器？作用是什么？答：因为变压器高低压两侧电压相位不一定不同，运行时电流的相位也不一定不同，所以要加移相器把相位校正一致，保证2端输入的参考交流电压与1端输入的电压同相或反相，从而使系统输出可以做到正负对称。
2.差动变压器的标定的含义是什么？为什么要标定？答：差动变压器的标定作用：1）确定仪器或测量系统的输入—输出关系，赋予仪器或测量系统分度值，本实验中标定为差动变压器的灵敏度；2）确定仪器或测量系统的静态特性指标；3）消除系统误差，改善仪器或系统的正确度。
为什么要标定：差动变压器的标定可使差动的位移与刻度盘上的标值一一对应，从而能通过表盘上的指示值来确定测量量。
实验二十四：PT100 铂热电阻测温实验一、实验目的通过自行设计铂热电阻测温实验方案，加深对热电阻工作原理的理解，掌握测温电路的设计和误差分析方法。
二、实验原理1：铂热电阻工作原理铂热电阻元件作为一种温度传感器，其工作原理是在温度作用下，铂电阻丝的电阻值随着温度的变化而变化。
温度和电阻的关系接近于线性关系，偏差极小且随着时间的增长，偏差可以忽略，具有可靠性好、热响应时间短等优点，且电气性能稳定。
铂热电阻是一种精确、灵敏、稳定的温度传感器。
铂热电阻元件是用微型陶瓷管、孔内装绕制好的铂热电阻丝脱胎线圈制成感温元件，由于感温元件可以做得相当小，因此它可以制成各种微型温度传感器探头。
可用于-200～+420℃范围内的温度。
2：PT100 设计参数PT100 铂电阻A 级在0℃时的电阻值 R0=100± 0.06 Ω；B 级R0=100±0.12 Ω，PT100铂热电阻各种温度对应阻值见分度表23-1。
PT100R 允许通过的最大测量电流为5mA，由此产生的温升不大于0.3℃。
设计时PT100上通过电流不能大于5mA。
三、实验内容测Pt100铂热电阻温度与电压的关系，测温范围为室温~65℃，温度测量精度为±2℃，输出电压0~4V，记录输出电压并进行误差分析。
四、实验方案测量电路按书上所示的三线法连接，放大电路设计：实验说明：取室温为在15℃左右，对应Pt阻值Rt=105.85Ω温度为65℃时，Rt=125.16Ω经放大后，输出电压范围为0~3.311V五、实验结果分析温度（ 15171921232527293133353739电 压 （V ） 0 0.134 0.2650.400 0.537 0.656 0.792 0.927 1.063 1.1871.3171.453 1.588温度（ 41434547 49 51 53 55 57 59 61 63 65电 压 （V ）1.707 1.842 1.9782.096 2.232 2.367 2.682 2.754 2.883 1.7113.007 3.142 3.271计算灵敏度：k=Δy/Δx=拟合直线：计算线性度：错误！未找到引用源。
=Δ错误！未找到引用源。
=0.118/(2.095-0.027)=5.71%有实验得到的图形可以看到，实验所得的数据基本上符合实验要求,满足线性关系，而且幅值在0-4v 内变化。
心得与自我评价这两次检测试验让我认识到实验前预习工作很重要。
通过对此次检测技术基本实验的两个实验的接触，让我一方面巩固了检测技术和模拟电路的相关知识，另一方面使自己独立动手去实践这些课本上的内容增强自己实践能力。
两个实验总体上说做的还是比较顺利的，但在实验过程中有时还是会碰到一些问题，后来反思后觉得还是自己的课内知识没有学扎实，至少有很多知识仅仅只是学了，等要用的时候都不知道是要在这里应用。