電機與拖動實驗指導書20131029

1、電機與拖動實驗指導書電子信息工程學院自動化系梁云朋 王國強58目 錄第1章電機及電氣技術實驗的基本要求和安全操作規(guī)程21.1實驗的基本要求21.2實驗安全操作規(guī)程4第2章直流電機實驗52.1直流電動機實驗52.2直流發(fā)電機實驗92.3直流并勵電動機實驗15第3章變壓器實驗193.1單相變壓器實驗193.2三相變壓器的聯(lián)接組實驗27第4章異步電機實驗334.1異步電動機的認識實驗334.2異步電動機的運行實驗434.3三相同步電動機實驗48第5章控制微電機實驗545.1力矩式自整角機實驗545.2伺服電動機實驗595.3步進電動機實驗63第1章 電機及電氣技術實驗的基本要求和安全操作規(guī)程1.1

2、實驗的基本要求 電機及電氣技術實驗課的目的在于培養(yǎng)學生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學生學會根據(jù)實驗目的，實驗內容及實驗設備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數(shù)據(jù)，進行分析研究，得出必要結論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認真做好實驗。現(xiàn)按實驗過程提出下列基本要求。 一、實驗前的準備 實驗前應復習教科書有關章節(jié)，認真研讀實驗指導書,了解實驗目的、項目、方法與步驟，明確實驗過程中應注意的問題(有些內容可到實驗室對照實驗預習，如熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等)，并按照實驗項目準備記錄抄表等。 實驗前應寫好預習報告,經(jīng)指導教師檢查認為確實作好了實驗前的準

3、備，方可開始作實驗。認真作好實驗前的準備工作，對于培養(yǎng)同學獨立工作能力，提高實驗質量和保護實驗設備都是很重要的。 二、實驗的進行 1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進行,每組由23人組成，實驗進行中的接線、調節(jié)負載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應有明確的分工，以保證實驗操作協(xié)調，記錄數(shù)據(jù)準確可靠。 2、選擇組件和儀表 實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄電機銘牌和選擇儀表量程，然后依次排列組件和儀表便于測取數(shù)據(jù)。 3、按圖接線 根據(jù)實驗線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，按接線原則是先接串聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為查找線路方便，每路可用相同顏色的導線或插頭。 4

4、、起動電機，觀察儀表 在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度，并記下倍率，然后按一定規(guī)范起動電機，觀察所有儀表是否正常(如指針正、反向是否超滿量程等)。如果出現(xiàn)異常，應立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。 5、測取數(shù)據(jù) 預習時對電機的試驗方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實驗時,根據(jù)實驗步驟逐次測取數(shù)據(jù)。 6、認真負責，實驗有始有終 實驗完畢，須將數(shù)據(jù)交指導教師審閱。經(jīng)指導教師認可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導線及儀器等物品整理好。 三、實驗報告 實驗報告是根據(jù)實測數(shù)據(jù)和在實驗中觀察和發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過自己分析研究或分析討論后寫出的心得體會。 實驗報告要簡明扼要、字跡

5、清楚、圖表整潔、結論明確。 實驗報告包括以下內容： 1) 實驗名稱、專業(yè)班級、學號、姓名、實驗日期、室溫。 2) 列出實驗中所用組件的名稱及編號，電機銘牌數(shù)據(jù)(PN、UN、IN、nN）等。 3) 列出實驗項目并繪出實驗時所用的線路圖，并注明儀表量程，電阻器阻值，電源端編號等。 4) 數(shù)據(jù)的整理和計算 5) 按記錄及計算的數(shù)據(jù)用坐標紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于8cm×8cm，曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點仍按實際數(shù)據(jù)標出。 6) 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進行計算和分析，說明實驗結果與理論是否符合，可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結論。實驗報告應寫在一定規(guī)格的報告紙上，保

6、持整潔。7) 每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導教師批閱。1.2 實驗安全操作規(guī)程 為了按時完成電機與拖動實驗，確保實驗時人身安全與設備安全，要嚴格遵守如下規(guī)定的安全操作規(guī)程：1） 實驗時，人體不可接觸帶電線路。2） 接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進行。3） 學生獨立完成接線或改接線路后必須經(jīng)指導老師檢查和允許，并使組內其他同學引起注意后方可接通電源。實驗中如發(fā)生事故，應立即切斷電源，經(jīng)查清問題和妥善處理故障后，才能繼續(xù)進行實驗。4） 電機如直接起動則應先檢查功率表及電流表的電流量程是否符合要求，是否存在短路回路，以免損壞儀表或電源。5） 總電源或實驗臺控制屏上的電源接通應有實驗指

7、導人員來控制，其他人只能由指導人員允許后方可操作，不得自行合閘。 第2章 直流電機實驗2.1 直流電動機實驗 一、實驗目的 1、學習電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。 2、認識在直流電機實驗中所用的電機、儀表、變阻器等組件。 3、熟悉他勵電動機（即并勵電動機按他勵方式）的接線、起動、改變電機轉向與調速的方法。 4、通過實驗觀察并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。 二、預習要點 1、直流電動機起動時，為什么在電樞回路中需要串接起動變阻器？不串接會產生什么嚴重后果？ 2、直流電動機在起動時，勵磁回路串接的磁場變阻器應調至什么位置？為什么？若勵磁回路斷開造成失磁時，后產生什么嚴重后果？ 3

8、、直流電動機調速與改變轉向的方法。4、并勵發(fā)電機的自勵條件有哪些？當發(fā)電機不能自勵時應如何處理？ 三、實驗項目 1、了解DD01電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正過的直流電機、變阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動機的使用方法。 2、直流他勵電動機的起動、調速及改變轉向的方法。 3、并勵發(fā)電機自勵過程實驗 四、實驗設備 序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉速表1 臺2DJ23校正直流測功機1 臺3DJ15直流并勵電動機1 臺4D31直流電壓、毫安、安培表2 件5D44可調電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關板1 件7D42三相可調電阻器1 件 五、實驗方法及操作步

9、驟 1、直流他勵直流電動機接線圖       圖21直流他勵電動機接線圖1、 由實驗指導人員介紹DDSZ-1型電機及電氣技術試驗裝置各面板布置及使用方法，講解電機實驗的基本要求，安全操作合注意事項。2、 直流儀表、轉速表合變阻器的選擇直流儀表、轉速表量程是根據(jù)電機的額定值合實驗中可能達到的最大值來選擇，變阻器格局實驗要求來選用，并按電流的大小選擇串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的接法。（1） 電壓量程的選擇：如測量電動機兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為1000V量程檔。（2） 電流量程的選擇：因為電動機的額定電流為1.06A，測量電樞電流

10、的電流表A2選用直流電流表的5A量程檔，額定勵磁電流小于0.16A，電流表A1選用200mA量程檔。（3） 電機額定轉速為1600r/min，轉速表選用1800r/min量程檔。（4） 變阻器的選擇：變阻器選用的原則是根據(jù)實驗中所需的阻值和流過變阻器的最大電流來確定，電樞回路R1可選用掛件D44的1.3A的90和90串聯(lián)電阻，勵磁回路Rf1可選用掛件D44的0.41A的900和900串聯(lián)電阻。3、 直流他勵電動機的起動準備按圖21接線。圖中直流他勵電動機MG選用DJ15，其額定功率PN185W，額定電壓UN220V，額定電流IN0.16A，額定轉速nN1600r/min，額定勵磁電流IfN&l

11、t;0.16A，校正過的直流發(fā)電機G作測功機使用，TG為測速發(fā)電機。直流電流表選用D31，R1選用D44的180阻值作為直流他勵電動機的啟動電阻。Rf1用D44的1800阻值作為直流他勵電動機勵磁回路的電阻。R2選用D41的540和D42的900和900并聯(lián)電阻相串聯(lián)作為MG的負載電阻。接好線后，檢查MG，G及TG之間是否用聯(lián)軸器直接連接好。4、 他勵直流電動機的起動步驟（1）檢查按圖21的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機的勵磁回路接線是否牢固。然后將電動機電樞回路啟動電阻R1，并勵直流發(fā)電機G 的負載電阻R2和其勵磁回路串聯(lián)電阻Rf2調到阻值最大位置。直流他勵電動機MG的勵

12、磁回路電阻Rf1調到最小位置。斷開開關S，并斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關，做好起動準備。（2）開啟控制屏上的電源總開關，按下其下方的“開”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關，觀察直流他勵電動機MG的勵磁電流值，再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關，使MG起動。（3）MG起動后觀察轉速表指針偏轉方向。應為正向偏轉，若不正確，可波動轉速表上的正、反向開關來糾正。調節(jié)控制屏上的電樞電源“電壓調節(jié)”旋鈕，使電動機的端電壓為220V，減小起動電阻R1阻值，直至短接。 5、他勵直流電動機的調速 分別調節(jié)控制屏上的電樞電源“電壓調節(jié)”旋鈕、串入電動機電樞回路的電阻R1以及勵磁回路的電阻Rf1，觀察電動機轉

13、速的變化情況。 6、他勵直流電動機的轉向的改變 將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關，使他勵電動機停機。在斷電的情況下，將電樞或勵磁繞組的兩端之一接線對調后，再按他勵直流電動機的起動步驟起動電動機，觀察電動機的轉向及轉速表指針偏轉的方向。 7、并勵發(fā)電機自勵建壓過程實驗 1）使電機MG停機，這時必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調回到最大植，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調回到最小值。給下次起動作好準備。在斷電的條件下將發(fā)電機G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖1-1所示。Rf2選用D42的900

14、電阻兩只相串聯(lián)并調至最大阻值，打開開關S。 2）起動電動機，這時須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調至最小，先接通勵磁電源，使勵磁電流最大，同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調至最大，然后方可接通電樞電源。使電動機正常起動。起動后，將起動電阻調至零。再調節(jié)電動機的轉速，使發(fā)電機的轉速n=nN，用直流電壓表量發(fā)電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接成他勵方式進行充磁。 3）合上開關S逐漸減小Rf2，觀察發(fā)電機電樞兩端的電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件。如果不能自勵建壓，將勵磁回路的兩個端頭對調聯(lián)接即可。 4）對應著一定的勵磁電阻，逐步降低發(fā)電機轉速，使發(fā)電機電壓隨之下降，直至電壓不能建立

15、，此時的轉速即為臨界轉速。 五、注意事項 1、直流電動機MG起動時，要注意須將R1調到最大，Rf1調到最小，先接通勵磁電源，觀察到勵磁電流If1為最大后，接通電樞電源，MG起動運轉。起動完畢，應將R1調到最小。 2、直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。 六、實驗報告 1、根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù),作出空載特性曲線,由空載特性曲線計算出被試電機的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分數(shù)。 2、在同一座標紙上繪出他勵、并勵和復勵發(fā)電機的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率： 并分析差異原因。 3、繪出他勵發(fā)電機調整特性曲線，分析在發(fā)電機轉速不變的條件下，為什么負載增加時，要保持端電壓

16、不變，必須增加勵磁電流的原因。 七、思考題 1、并勵發(fā)電機不能建立電壓有哪些原因？2、在發(fā)電機一電動機組成的機組中，當發(fā)電機負載增加時，為什么機組的轉速會變低？為了保持發(fā)電機的轉速n=nN，應如何調節(jié)？ 2.2 直流發(fā)電機實驗一、實驗目的 1、掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機的各種運行特性，并根據(jù)所測得的運行特性評定該被試電機的有關性能。 2、通過實驗觀察并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。 二、預習要點 1、什么是發(fā)電機的運行特性？在求取直流發(fā)電機的特性曲線時，哪些物理量應保持不變，哪些物理量應測取。 2、做空載特性實驗時，勵磁電流為什么必須保持單方向調節(jié)？ 3、并勵發(fā)電機的自勵條件有哪些？當發(fā)電機

17、不能自勵時應如何處理？ 4、如何確定復勵發(fā)電機是積復勵還是差復勵？ 三、實驗項目 1、他勵發(fā)電機實驗 （1）測空載特性 保持n=nN使IL=0，測取U0=f（If）。 （2）測外特性 保持n=nN使If=IfN ，測取U=f（IL）。 （3）測調節(jié)特性 保持n=nN使U=UN，測取If=f（IL）。 2、并勵發(fā)電機實驗 （1）觀察自勵過程 （2）測外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測取U=f（IL）。 3、復勵發(fā)電機實驗 積復勵發(fā)電機外特性 保持n=nN使Rf2常數(shù)，測取Uf（IL）。 四、實驗設備及掛件排列順序 1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉速表1 臺2D

18、J23校正直流測功機1 臺3DJ13直流復勵發(fā)電機1 臺4D31直流電壓、毫安、安培表2 件5D44可調電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關板1 件7D42三相可調電阻器1 件 2、屏上掛件排列順序 D31、D44、D31、D42、D51 五、實驗方法 1、他勵直流發(fā)電機       圖22直流他勵發(fā)電機接線圖 按圖2-2接線。圖中直流發(fā)電機G選用DJ13，其額定值PN100W，UN200V，IN0.5A，nN1600r/min。校正直流測功機MG作為G的原動機（按他勵電動機接線）。MG、G及TG由聯(lián)軸器直接連接。開關S選用D5

19、1組件。Rf1選用D44的1800變阻器，Rf2 選用D42的900變阻器，并采用分壓器接法。R1選用D44的180變阻器。R2為發(fā)電機的負載電阻選用D42，采用串并聯(lián)接法（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)），阻值為2250。當負載電流大于0.4 A時用并聯(lián)部分，而將串聯(lián)部分阻值調到最小并用導線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇合適的量程。 （1）測空載特性 1）把發(fā)電機G的負載開關S打開，接通控制屏上的勵磁電源開關，將Rf2調至使G勵磁電壓最小的位置。 2）使MG電樞串聯(lián)起動電阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左邊的勵磁電源開關，在觀察到MG的勵磁電流為最

20、大的條件下，再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關，起動直流電動機MG，其旋轉方向應符合正向旋轉的要求。 3）電動機MG起動正常運轉后，將MG電樞串聯(lián)電阻R1調至最小值 ，將MG的電樞電源電壓調為220V，調節(jié)電動機磁場調節(jié)電阻Rf1，使發(fā)電機轉速達額定值，并在以后整個實驗過程中始終保持此額定轉速不變。 4）調節(jié)發(fā)電機勵磁分壓電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達U01.2UN為止。 5）在保持n=nN1600r/min條件下，從U01.2UN 開始，單方向調節(jié)分壓器電阻Rf2使發(fā)電機勵磁電流逐次減小，每次測取發(fā)電機的空載電壓U0和勵磁電流If，直至If0（此時測得的電壓即為電機的剩磁電壓）。 6）測取數(shù)

21、據(jù)時U0UN和If0兩點必測，并在U0UN 附近測點應較密。 7）共測取78組數(shù)據(jù)，記錄于表2-1中表2-1 n=nN1600r/min IL=0U0（V）         If（mA）          （2）測外特性 1）把發(fā)電機負載電阻R2調到最大值，合上負載開關S。 2）同時調節(jié)電動機的磁場調節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機的分壓電阻Rf2 和負載電阻R2使發(fā)電機的ILIN，UUN，n=nN，該點為發(fā)電機的額定運行點，其

22、勵磁電流稱為額定勵磁電流IfN，記錄該組數(shù)據(jù)。 3）在保持n=nN和IfIfN 不變的條件下，逐次增加負載電阻R2，即減小發(fā)電機負載電流IL，從額定負載到空載運行點范圍內，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，直到空載（斷開開關S，此時IL=0），共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表1-2中。表2-2 nnN r/min IfIfN mAU（V）       IL（A）        （3）測調整特性 1）調節(jié)發(fā)電機的分壓電阻Rf2，保持n=nN，使發(fā)電機空載達到其額定

23、電壓。 2）在保持發(fā)電機n=nN條件下，合上負載開關S，調節(jié)負載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流IL，同時相應調節(jié)發(fā)電機勵磁電流If，使發(fā)電機端電壓保持額定值UUN。 3）從發(fā)電機的空載至額定負載范圍內每次測取發(fā)電機的輸出電流IL和勵磁電流If，共取5-6組數(shù)據(jù)記錄于表1-3中。表2-3 n=nN r/min UUN VIL（A）       If（mA）        2、并勵發(fā)電機實驗 （1）觀察自勵過程 1）使電機MG停機，這時必須先切斷電樞電源，然

24、后斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調回到最大植，勵磁回路串聯(lián)的電阻調回到最小值。給下次起動作好準備。在斷電的條件下將發(fā)電機G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖1-2所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調至最大阻值，打開開關S。 2）起動電動機，這時須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調至最小，先接通勵磁電源，使勵磁電流最大，同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調至最大，然后方可接通電樞電源。使電動機正常起動。起動后，將起動電阻調至零。再調節(jié)電動機的轉速，使發(fā)電機的轉速n=nN，用直流電壓表量發(fā)電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接成他勵方式進行充磁。 3）合上開關S逐漸減

25、小Rf2，觀察發(fā)電機電樞兩端的電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件。如果不能自勵建壓，將勵磁回路的兩個端頭對調聯(lián)接即可。 4）對應著一定的勵磁電阻，逐步降低發(fā)電機轉速，使發(fā)電機電壓隨之下降，直至電壓不能建立，此時的轉速即為臨界轉速。 （2）測外特性     圖23直流并勵發(fā)電機接線圖 1）按圖2-3接線。調節(jié)負載電阻R2到最大,合上負載開關S。 2）調節(jié)電動機的磁場調節(jié)電阻Rf1、發(fā)電機的磁場調節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機的轉速、輸出電壓和電流三者均達額定值，即n=nN，U=UN，IL=IN。 3）保持此時Rf2的值和n=nN不變，逐

26、次減小負載，直至IL=0，從額定到空載運行范圍內每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL。 4）共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表2-4中。表2-4 nnN r/min Rf2常值 U（V）         IL（A）       3、復勵發(fā)電機實驗 （1）積復勵和差復勵的判別 1）接線如圖1-3所示，Rf2選用D42的1800阻值。C1、C2為串勵繞組。 2）合上開關S1將串勵繞組短接，使發(fā)電機處于并勵狀態(tài)運行，按上述并勵發(fā)電機外特性試驗方法，調節(jié)發(fā)電機輸出電流IL=0

27、.5IN。 3）打開短路開關S1,在保持發(fā)電機n, Rf2 和R2 不變的條件下,觀察發(fā)電機端電壓的變化,若此時電壓升高即為積復勵,若電壓降低則為差復勵。      圖24直流復勵發(fā)電機接線圖 4）如要把差復勵發(fā)電機改為積復勵 ,對調串勵繞組接線即可。 （2）積復勵發(fā)電機的外特性 1）實驗方法與測取并勵發(fā)電機的外特性相同。先將發(fā)電機調到額定運行點，n=nN，U=UN，IL=IN。 2）保持此時的Rf2 和n=nN不變，逐次減小發(fā)電機負載電流，直至IL=0。 3）從額定負載到空載范圍內，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，共取6-7組數(shù)據(jù)

28、，記錄于表2-5中。 表2-5 nnN r/min Rf2常數(shù)U（V）         IL（A）        五、注意事項 1、直流電動機MG起動時，要注意須將R1調到最大，Rf1調到最小，先接通勵磁電源，觀察到勵磁電流If1為最大后，接通電樞電源，MG起動運轉。起動完畢，應將R1調到最小。 2、做外特性時，當電流超過0.4A時,R2中串聯(lián)的電阻調至零并用導線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。 六、實驗報告 1、根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù),作出空載特性曲線,由空

29、載特性曲線計算出被試電機的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分數(shù)。 2、在同一座標紙上繪出他勵、并勵和復勵發(fā)電機的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率： 并分析差異原因。 3、繪出他勵發(fā)電機調整特性曲線，分析在發(fā)電機轉速不變的條件下，為什么負載增加時，要保持端電壓不變，必須增加勵磁電流的原因。 七、思考題 1、并勵發(fā)電機不能建立電壓有哪些原因？ 2、在發(fā)電機一電動機組成的機組中，當發(fā)電機負載增加時，為什么機組的轉速會變低？為了保持發(fā)電機的轉速n=nN，應如何調節(jié)？ 2.3 直流并勵電動機實驗 一、實驗目的 1、掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。 2、掌握直流并勵電

30、動機的調速方法。 二、預習要點 1、什么是直流電動機的工作特性和機械特性？ 2、直流電動機調速原理是什么？ 三、實驗項目 1、工作特性和機械特性 保持U=UN和If=IfN不變，測取n、T2、=f（Ia）、n=f（T2）。 2、調速特性 （1）改變電樞電壓調速 保持U=UN、If=IfN=常數(shù)，T2=常數(shù)，測取n=f（Ua）。 （2）改變勵磁電流調速 保持U=UN，T2=常數(shù)，測取n=f（If）。 （3）觀察能耗制動過程 四、實驗方法 1、實驗設備 序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流電壓、毫

31、安、電流表2件5D42三相可調電阻器1件6D44可調電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關板1件 2、屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D31、D44 3、并勵電動機的工作特性和機械特性 1）按圖2-5接線。校正直流測功機 MG按他勵發(fā)電機連接，在此作為直流電動機M的負載，用于測量電動機的轉矩和輸出功率。Rf1選用D44的1800阻值。Rf2 選用D42的900串聯(lián)900共1800阻值。R1用D44的180阻值。R2選用D42的900串聯(lián)900再加900并聯(lián)900共2250阻值。       圖25 直流并勵電動機

32、接線圖 2）將直流并勵電動機M的磁場調節(jié)電阻Rf1調至最小值，電樞串聯(lián)起動電阻R1調至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關使其起動，其旋轉方向應符合轉速表正向旋轉的要求。 3）M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R1調至零，調節(jié)電樞電源的電壓為220V，調節(jié)校正直流測功機的勵磁電流If2為校正值（50mA或100 mA），再調節(jié)其負載電阻R2和電動機的磁場調節(jié)電阻Rf1，使電動機達到額定值：UUN，IIN，nnN。此時M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。 4）保持UUN，If=IfN，If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉速n和校正電機的負載電流IF（

33、由校正曲線查出電動機輸出對應轉矩T2）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-6中。表26 UUN V If=IfN= mA If2= mA 實驗數(shù)據(jù)Ia（A）          n（r/min）          IF（A）          T2（N·m）   

34、       計算數(shù)據(jù)P2（W）          P1（W）          （）          n（） 4、調速特性 （1）改變電樞端電壓的調速 1）直流電動機M運行后，將電阻R1調至零，If2調至校正值，再調節(jié)負載電阻R2、電樞

35、電壓及磁場電阻Rf1，使M的U=UN，I=0.5IN，IfIfN記下此時MG的IF值。 2）保持此時的IF值（即T2值）和IfIfN不變，逐次增加R1的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R1從零調至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua，轉速n和電樞電流Ia。 3）共取數(shù)據(jù)8-9組，記錄于表2-7中表27 IfIfN mA T2 N·mUa（V）         n（r/min）         Ia（A）

36、60;         （2）改變勵磁電流的調速 1）直流電動機運行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場調節(jié)電阻Rf1調至零，將MG的磁場調節(jié)電阻If2調至校正值，再調節(jié)M的電樞電源調壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=UN，I0.5IN記下此時的IF值。2）保持此時MG的IF值（T2值）和M的UUN不變，逐次增加磁場電阻阻值：直至n1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia。共取 78組記錄于表28中。表28 UUN V T2 N·mn（r/min）     

37、;   If（mA）        Ia（A）         五、實驗報告 1、由表2-1計算出P2和，并給出n、T2、f（Ia）及nf（T2）的特性曲線。 電動機輸出功率： P20.105nT2 式中輸出轉矩T2的單位為N.m（由If2及IF值，從校正曲線T2=f（IF）查得），轉速n的單位為r/min。 電動機輸入功率： P1=UI 輸入電流： I=Ia+IfN 電動機效率：  由工作特性求

38、出轉速變化率：2、繪出并勵電動機調速特性曲線nf（Ua）和n=f（If）。 第3章 變壓器實驗3.1 單相變壓器實驗一、實驗目的 1、通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數(shù)。 2、通過負載實驗測取變壓器的運行特性。二、預習要點 1、變壓器的空載和短路實驗有什么特點？實驗中電源電壓一般加在哪一方較合適？ 2、在空載和短路實驗中，各種儀表應怎樣聯(lián)接才能使測量誤差最??？ 3、如何用實驗方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。三、實驗項目 1、空載實驗 測取空載特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cos0=f(U0)。 2、短路實驗 測取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosK=

39、f(IK)。 3、負載實驗 （1）純電阻負載 保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。 （2）阻感性負載 保持U1=UN，cos2=0.8的條件下，測取U2=f(I2)。四、實驗方法1、實驗設備 序號型 號名 稱數(shù) 量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調電阻器1件6D43三相可調電抗器1件7D51波形測試及開關板1件 2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D43     圖3-1 空載實驗接線圖

40、3、空載實驗 1）在三相調壓交流電源斷電的條件下，按圖3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量 PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源，高壓線圈A、X開路。2）選好所有電表量程。將控制屏左側調壓器旋鈕向逆時針方向旋轉到底，即將其調到輸出電壓為零的位置。 3）合上交流電源總開關，按下“開”按鈕，便接通了三相交流電源。調節(jié)三相調壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1.2UN ，然后逐次降低電源電壓，在1.20.2UN 的范圍內，測取變壓器的U0、I0、P0。 4）測取數(shù)據(jù)時，U=UN點必須

41、測，并在該點附近測的點較密，共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表3-1中。5）為了計算變壓器的變比，在UN以下測取原方電壓的同時測出副方電壓數(shù)據(jù)也記錄于表3-1中。 表3-1序號實 驗 數(shù) 據(jù)計算數(shù)據(jù)U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos0                              

42、;                  4、短路實驗 1）按下控制屏上的“關”按鈕，切斷三相調壓交流電源，按圖3-2接線（以后每次改接線路，都要關斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。     圖3-2 短路實驗接線圖2）選好所有電表量程，將交流調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置。 3）接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN 為止，在(0.2

43、1.1)IN范圍內測取變壓器的UK、IK、PK。 4）測取數(shù)據(jù)時，IK=IN點必須測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-2中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()。表3-2 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UK（V）IK（A）PK（W）cosK                              &#

44、160;          5、負載實驗 實驗線路如圖3-3所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關S1和S2，接到負載電阻RL和電抗XL上。RL選用D42上900加上900共1800阻值，XL選用D43，功率因數(shù)表選用D34-3，開關S1和S2選用D51掛箱      圖3-3 負載實驗接線圖 （1）純電阻負載 1）將調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置，S1、S2打開，負載電阻值調到最大。 2）接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=UN

45、。 3）保持U1=UN，合上S1，逐漸增加負載電流，即減小負載電阻RL的值，從空載到額定負載的范圍內，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。 4）測取數(shù)據(jù)時，I2=0和I2=I2N=0.35A必測，共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表3-3中。表3-3 cos2=1 U1=UN= V序 號       U2（V）       I2（A）        （2）阻感性負載（cos2=0.8） 1）用電抗

46、器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負載，S1、S2打開，電阻及電抗值調至最大。 2）接通交流電源，升高電源電壓至U1=U1N 3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cos2=0.8條件下，逐漸增加負載電流，從空載到額定負載的范圍內，測取變壓器U2和I2。 4）測取數(shù)據(jù)時，其I2=0，I2=I2N兩點必測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中。 表3-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 號       U2（V）       I2（A）  

47、     五、注意事項1、在變壓器實驗中，應注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。 2、短路實驗操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。六、實驗報告 1、計算變比 由空載實驗測變壓器的原副方電壓的數(shù)據(jù)，分別計算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。 K=UAX/Uax 2、繪出空載特性曲線和計算激磁參數(shù) （1）繪出空載特性曲線U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。式中： （2）計算激磁參數(shù) 從空載特性曲線上查出對應于U0=UN時的I0和P0值，并由下式算出激磁參數(shù)    3、繪出短路特性曲線和計

48、算短路參數(shù) （1）繪出短路特性曲線UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。 （2）計算短路參數(shù) 從短路特性曲線上查出對應于短路電流IK=IN時的UK和PK值由下式算出實驗環(huán)境溫度為()時的短路參數(shù)。   折算到低壓方    由于短路電阻rK隨溫度變化，因此，算出的短路電阻應按國家標準換算到基準工作溫度75時的阻值。    式中：234.5為銅導線的常數(shù),若用鋁導線常數(shù)應改為228。 計算短路電壓(阻抗電壓)百分數(shù)    IK=IN時短路損耗PKN= IN2rK75 4、利用空載和短路實驗測定的參數(shù)，畫出被

49、試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。 5、變壓器的電壓變化率 （1）繪出cos2=1和 cos2=0.8兩條外特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計算出I2=I2N 時的電壓變化率 （2）根據(jù)實驗求出的參數(shù)，算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8時的電壓變化率u。 將兩種計算結果進行比較,并分析不同性質的負載對變壓器輸出電壓U2的影響。 6、繪出被試變壓器的效率特性曲線 (1)用間接法算出cos2=0.8不同負載電流時的變壓器效率,記錄于表3-5中。   式中： PKN為變壓器IK=IN時的短路損耗(W)； P0為變壓器U0=UN 時的空載損耗(

50、W)。 為副邊電流標么值 表3-5 cos2=0.8 P0= W PKN= WI*2P2(W)0.2  0.4  0.6  0.8  1.0  1.2   (2)由計算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線=f(I*2)。 (3)計算被試變壓器=max時的負載系數(shù)m。  3.2 三相變壓器的聯(lián)接組實驗一、實驗目的 1、掌握用實驗方法測定三相變壓器的極性。 2、掌握用實驗方法判別變壓器的聯(lián)接組。 3、觀察三相變壓器不同繞組聯(lián)接法和不同鐵心結構對空載電流和電勢波形的影響。二、預習要點

51、 1、聯(lián)接組的定義。為什么要研究聯(lián)接組。國家規(guī)定的標準聯(lián)接組有哪幾種。 2、如何把Y/Y-12聯(lián)接組改成Y/Y-6聯(lián)接組以及把Y/-11改為Y/-5聯(lián)接組。 3、在不對稱短路情況下，哪種聯(lián)接的三相變壓器電壓中點偏移較大。 4、三相變壓器繞組的連接法和磁路系統(tǒng)對空載電流和電勢波形的影響。三、實驗項目 1、測定極性 2、連接并判定以下聯(lián)接組 (1) Y/Y-12 (2) Y/Y-6 (3) Y/-11 (4) Y/-5 3、觀察不同連接法和不同鐵心結構對空載電流和電勢波形的影響。 四、實驗方法 1、實驗設備序號型號名 稱數(shù) 量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34-3單三相智能功率、

52、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5DJ12三相心式變壓器1件6D51波形測試，開關板1件7 單蹤示波器（另配）1臺 2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ12、DJ11、D51 3、測定極性 (1) 測定相間極性 被測變壓器選用三相心式變壓器DJ12，用其中高壓和低壓兩組繞組，額定容量PN=152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。測得阻值大的為高壓繞組，用A、B、C、X、Y、Z標記。低壓繞組標記用a、b、c、x、y、z。 1) 按圖4-1接線。A、X接電源的U、V兩端子，Y、Z短接。 2) 接通交流電源，在繞組A、X間施加約5

53、0%UN的電壓。 3) 用電壓表測出電壓UBY、UCZ、UBC，若UBC=UBY-UCZ，則首末端標記正確；若UBC=UBY+UCZ，則標記不對。須將B、C兩相任一相繞組的首末端標記對調。 4) 用同樣方法，將B、C兩相中的任一相施加電壓，另外兩相末端相聯(lián)，定出每相首、末端正確的標記。      4-1 測定相間極性接線圖 (2) 測定原、副方極性    圖4-2 測定原、副方極性接線圖 1) 暫時標出三相低壓繞組的標記a、b、c、x、y、z,然后按圖4-2接線，原、副方中點用導線相連。 2) 高壓三相繞組施加約50%的額定電壓，用電壓表測量電壓UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，則A相高、低壓繞組同相，并且首端A與a端點為同極性。若UAa=UAX+Uax，則A與a 端點為異極性。 3