電力拖動基礎實驗指導書

1、電力拖動基礎實驗指導書電氣信息工程學院實驗一 直流他勵電動機實驗一、 實驗目的 了解和測定他勵直流電動機在各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)的機械特性二、 預習要點 1、改變他勵直流電動機機械特性有哪些方法？ 2、他勵直流電動機在什么情況下，從電動機運行狀態(tài)進入回饋制動狀態(tài)？他勵直流電動機回饋制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況？ 3、他勵直流電動機反接制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性。 三、實驗項目 1、電動及回饋制動狀態(tài)下的機械特性 2、電動及反接制動狀態(tài)下的機械特性 3、能耗制動狀態(tài)下的機械特性四、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

2、及轉(zhuǎn)速表1件2DJ15直流并勵電動機1件3DJ23校正直流測功機1件4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2件5D41三相可調(diào)電阻器1件6D42三相可調(diào)電阻器1件7D44可調(diào)電阻器、電容器1件8D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D51、D31、D42、D41、D31、D44圖 1-1他勵直流電動機機械特性測定的實驗接線圖按圖1-1接線，圖中M用編號為DJ15的直流并勵電動機(接成他勵方式)，MG用編號為DJ23的校正直流測功機，直流電壓表V1、V2的量程為1000V，直流電流表A1、A3的量程為200mA，A2、A4的量程為5A。R1選用D44上的1800加上180串聯(lián)共1980阻

3、值，R2選用D42上的900并聯(lián)900共450阻值，R3選用D42上的1800加上D41上的180共1980阻值，R4選用D42上的1800加上D41上的4個90串聯(lián)共2160。開關(guān)S1、S2選用D51上的雙刀雙擲開關(guān)。 3、R2=0時電動及回饋制動狀態(tài)下的機械特性 (1) R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置，轉(zhuǎn)速表置正向1800r/min量程。開關(guān)S1、S2選用D51掛箱上的對應開關(guān)，并將S1合向1電源端，S2合向2'短接端(見圖1-1)。 (2) 開機時需檢查控制屏下方左、右兩邊的“勵磁電源”開關(guān)及“電樞電源”開關(guān)都須在斷開的位置，然后按次序先開啟控制屏上的“電源總

4、開關(guān)”，再按下“啟動”按鈕，隨后接通“勵磁電源”開關(guān)，最后檢查R2阻值確在最大位置時接通“電樞電源”開關(guān)，使他勵直流電動機M起動運轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓為 220V；調(diào)節(jié)R2阻值至零位置，調(diào)節(jié)R3阻值，使電流表A3為100mA。 (3) 調(diào)節(jié)電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻R1阻值，和電機MG 的負載電阻R4阻值(先調(diào)節(jié)D42上1800阻值，調(diào)至最小后應用導線短接)。使電動機M的n=nN=1600r/min，IN=If+Ia=1.2A。此時他勵直流電動機的勵磁電流If為額定勵磁電流IfN。保持U=UN=220V ，If=IfN,校正直流測功機的勵磁電流為校正值100mA。增大R4阻值，直至空載(將開關(guān)

5、S2 撥至中間位置),測取電動機M在額定負載至空載范圍的n、Ia數(shù)據(jù)。共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于表1-1中。 (4)在確定S2處于中間位置的情況下，把R4調(diào)至零值位置(其中D42上1800阻值調(diào)至零值后用導線短接)，再減小R3阻值，使MG的空載電壓與電樞電源電壓值接近相等 (在開關(guān)S2兩端測)，并且極性相同，把開關(guān)S2合向1'端。(5)保持電樞電源電壓U=UN=220V，If=IfN，調(diào)節(jié)R3阻值，使阻值增加，電動機轉(zhuǎn)速升高，當A2表的電流值為0A時，此時電動機轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速（此時轉(zhuǎn)速表量程應打向正向3600r/min檔），繼續(xù)增加R3阻值，使電動機進入第二象限回饋制動狀態(tài)運行直至轉(zhuǎn)速

6、約為1900 r/min，測取M的n、Ia。共取18組數(shù)據(jù)記錄于表1-2中。 (6) 停機（先關(guān)斷“電樞電源”開關(guān)，再關(guān)斷“勵磁電源”開關(guān)， 并將開關(guān)S2合向到2'端）。表1-1 UN=220V IfN= mA序 號1.2.3.4.5.6.7.8.9.Ia（A）n（r/min）表1-2 UN=220V IfN= mA序 號10.11.12.13.14.15.16.17.18.Ia（A）n（r/min）3、R2=400時的電動運行及反接制動狀態(tài)下的機械特性(1) 在確保斷電條件下， 用萬用表將R2調(diào)定在400。 (2) 轉(zhuǎn)速表n置正向1800r/min量程，S1合向1端，S2合向中間位置

7、，把電機MG電樞的二個插頭對調(diào)，R1調(diào)至最小值，R3調(diào)至最大。R4置最大值。 (3) 先接通“勵磁電源”，再接通“電樞電源”，使電動機M 起動運轉(zhuǎn)，在S2兩端測量測功機MG的空載電壓是否和“電樞電源”的電壓極性相反，若極性相反，檢查R4阻值確在最大位置時可把S2合向1'端。 (4) 保持電動機的“電樞電源”電壓U=UN=220V，If=IfN不變， 逐漸減小R4阻值（先減小D44上1800阻值，調(diào)至零值后用導線短接），使電機減速直至為零。把轉(zhuǎn)速表的正、反開關(guān)打在反向位置，繼續(xù)減小R4阻值，使電動機進入“反向”旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在反方向上逐漸上升，此時電動機工作于電勢反接制動狀態(tài)運行，直至電動機

8、M的Ia=IaN，測取電動機在1、4象限的n、Ia共取12組數(shù)據(jù)記錄于表1-3中。 (5) 停機( 必須記住先關(guān)斷“電樞電源”而后關(guān)斷“勵磁電源”的次序，并隨手將S2合向到2'端)。表1-3 UN=220V IfN= mA R2=400序 號Ia（A）n（r/min） 4、能耗制動狀態(tài)下的機械特性 (1) 圖1-1中， S1合向2短接端，R1置最大位置，R3置最小值位置，R2調(diào)定180阻值，S2合向1'端。 (2) 先接通“勵磁電源”，再接通“電樞電源”，使校正直流測功機MG起動運轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓為220V，調(diào)節(jié)R1使電動機M的If=IfN，先減少R4阻值使電機M的能耗

9、制動電流 Ia=0.8IaN, 然后逐次增加R4阻值，其間測取M的Ia、n共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于表1-4中。 (3) 把R2調(diào)定在90阻值，重復上述實驗操作步驟(2)、(3)，測取M的Ia、n共取5-7組數(shù)據(jù)記錄于表1-5中。表1-4 R2=180 IfN= mA序 號Ia（A）n（r/min）表1-5 R2=90 IfN= mA序 號Ia（A）n（r/min）五、實驗報告根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制他勵直流電動機運行在第一、第二、第四象限的電動和制動狀態(tài)及能耗制動狀態(tài)下的機械特性n=f(Ia)(用同一座標紙繪出)。六、思考題 1、回饋制動實驗中，如何判別電動機運行在理想空載點？ 2、直流電動機從第一象

10、限運行到第二象限轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向不變，試問電磁轉(zhuǎn)矩的方向是否也不變？為什么？ 3、直流電動機從第一象限運行到第四象限，其轉(zhuǎn)向反了，而電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，為什么？作為負載的MG，從第一象限到第四象限其電磁轉(zhuǎn)矩方向是否改變？為什么？實驗二 三相鼠籠式異步電動機實驗 一、實驗目的 1、通過對三相異步電動機降壓起動的接線，進一步掌握降壓起動在機床控制中的應用。 2、了解不同降壓起動控制方式時電流和起動轉(zhuǎn)矩的差別。 3、掌握在各種不同場合下應用何種起動方式。 二、選用部件 1、實驗設備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DJ16三相鼠籠異步電動機(/220V)1件2WDJ24三相鼠籠異步電動機(/220V)1件3D61

11、繼電接觸控制掛箱（一）1件 4D62繼電接觸控制掛箱（二）1件5D41三相可調(diào)電阻箱1件6D32交流電流表1件 2、屏上掛件排列順序 D41、D61、D62、D32三、實驗方法 1、手動接觸器控制串電阻降壓起動控制線路：把三相可調(diào)電壓調(diào)至線電壓220V，按下屏上“停止”按鈕。按圖8-11接線。圖中FR1、SB1、SB2、SB3、KM1、KM2選用D61掛件，F(xiàn)U1、FU2、FU3、FU4、Q1選用D62掛件，R用D41上180電阻，安培表用D32上3A檔，電機用WDJ24（/220V）。圖2-1 手動接觸器控制串電阻降壓起動控制線路(1) 按下“啟動”按鈕，合上Q1開關(guān)，接通220V交流電源。

12、(2) 按下SB1，觀察并記錄電動機串電阻起動運行情況、安培表讀數(shù)。(3) 再按下SB2，觀察并記錄電動機全壓運行情況、安培表讀數(shù)。(4) 按下SB3使電機停轉(zhuǎn)后，按住 SB2不放，再同時按SB1，觀察并記錄全壓起動時電動機和接觸器運行情況、安培表讀數(shù)。(5)試比較I串電阻/I直接= ，并分析差異原因。2、時間繼電器控制串電阻降壓起動控制線路：關(guān)斷電源后，按圖8-12接線。圖中FR1、SB1、SB2、KM1、KM2、KT1選用D61掛件，F(xiàn)U1、FU2 、FU3、FU4、Q1選用D62掛件，R選用D41上180電阻，安培表選用D32上2.5A檔，電機用WDJ24（/220V）。(1) 起動電源

13、，合上Q1，接通220V交流電源。(2) 按下SB2，觀察并記錄電動機串電阻起動時各接觸器吸合情況、電動機運行狀態(tài)、安培表讀數(shù)。(3) 隔一段時間，時間繼電器KT1吸合后，電動機全壓運行時各接觸器吸合情況、電動機運行狀態(tài)、安培表讀數(shù)。圖2-2 時間繼電器控制串電阻降壓起動控制線路3、接觸器控制Y-降壓起動控制線路：關(guān)斷電源后，按圖8-13接線。圖中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、KM3、FR1用D61掛件，F(xiàn)U1、FU2、FU3、FU4、Q1選用D62掛件，安培表用D32上2.5A檔，電機選用WDJ24（/220V）。圖2-3 接觸器控制Y-降壓起動控制線路(1) 起動控制屏，合上Q1

14、，接通220V交流電源。(2) 按下SB1，電動機作Y接法起動，注意觀察起動時，電流表最大讀數(shù)IY起動= A。(3) 按下SB2，使電機為接法正常運行，注意觀察運行時，電流表電流為I運行= A。 (4) 按SB3停止后，先按下SB2，再同時按下起動按鈕SB1，觀察電機在接法直接起動時電流表最大讀數(shù)I起動= 安。(5) 比較IY起動/I起動= ，結(jié)果說明什么問題？4、時間繼電器控制Y-降壓起動控制線路：圖2-4 時間繼電器控制Y-降壓起動控制線路關(guān)斷電源后，按圖2-4接線。圖中SB1、SB2、KM1、KM2、KM3、KT1、FR1選用D61掛件，F(xiàn)U1、FU2、FU3、FU4、Q1選用D62掛件

15、，安培表用D32上2.5A檔，電機用WDJ24（/220V）。(1) 起動控制屏，合上Q1，接通220V三相交流電源。(2) 按下SB1，電動機作Y接法起動，觀察并記錄電機運行情況和交流電流表讀數(shù)。(3) 經(jīng)過一定時間延時，電機按接法正常運行后，觀察并記錄電機運行情況和交流電流表讀數(shù)。(4) 按下SB2，電動機M停止運轉(zhuǎn)。 四、討論題1、畫出圖2-1、2-2、2-3、2-4的工作原理流程圖。2、時間繼電器在圖2-2、2-4中的作用是什么？3、圖2-2比圖2-1中串電阻方法有什么優(yōu)點？4、采用Y-降壓起動的方法時對電動機有何要求？5、降壓起動的最終目的是控制什么物理量？6、降壓起動的自動控制與手

16、動控制線路比較，有哪些優(yōu)點？實驗三 三相線繞式異步電動機實驗 一、實驗目的 1、通過對三相線繞式異步電動機的起動控制線路的實際安裝接線，掌握由電路原理圖接成實際操作電路的方法。 2、熟練掌握三相線繞式異步電動機的起動應用在何種場合，并有何特點？ 二、選用組件 1、實驗設備序 號型 號名 稱數(shù) 量1D61繼電接觸控制掛箱（一）1件2D62繼電接觸控制掛箱（二）1件3D41三相可調(diào)電阻箱1件4D32交流電流表1件5DJ17三相線繞式異步電動機(Y/220)1臺 2、屏上掛件排列順序 D61、D62、D32、D41 三、實驗方法1、時間繼電器控制線繞式異步電動機起動控制線路：將可調(diào)三相輸出調(diào)至220V線電壓輸出，再按下“停止”按鈕切斷電源后，按圖3-1接線。圖中SB1、SB2、KM1、KM2、FR1、KT1用D61掛件，F(xiàn)U1、FU2、FU3、FU4、Q1選用D62掛件，R用D41上180電阻，安培表選用D32上1A檔。經(jīng)檢查無誤后，按下列步驟操作：(1) 按下“啟動”按鈕，合上開關(guān)Q1，接通220V三相交流電源。(2) 按SB1，觀察并記錄電動機M的運轉(zhuǎn)情況。電機起動時電流表的最大讀數(shù)為 A。(3) 經(jīng)過一段時間延時，起動電阻被切除后，電流表的讀數(shù)為 A。(4) 按下SB2，電機停轉(zhuǎn)后，用導線把電動機轉(zhuǎn)子短接。(5) 再按下SB1，記錄電機起動時電流表的最大讀數(shù)為 A。