電機與拖動實驗指導(dǎo)書

1、 電機與拖動實 驗 指 導(dǎo) 書適用專業(yè)：_自 動 化_電氣工程及其自動化_江蘇科技大學(xué)電子信息學(xué)院 2006 年 9 月前 言本課程是自動化、電氣工程及其自動化等專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)實驗課，是電機學(xué)和電力拖動基礎(chǔ)兩門課程的有機結(jié)合，本實驗指導(dǎo)書力求做到內(nèi)容精選，重點突出，物理概念清楚，實驗手段明確。本實驗指導(dǎo)書主要包括直流發(fā)電機、直流電動機、變壓器、交流電動機和交直流拖動等實驗。通過實驗學(xué)生可以熟練的掌握基本的實驗方法和操作技能，提高學(xué)生在實驗過程分析和解決實際問題的能力。本實驗為獨立設(shè)課，共設(shè)置了十一項實驗，其中交直流拖動實驗兩項實驗為綜合性實驗。本實驗還可以作為測控專業(yè)、應(yīng)用電子和機電一體化

2、等不同專業(yè)的選修課。目 錄一 實驗一 直流發(fā)電機二 實驗二 他勵直流電動機的工作特性與調(diào)速性能測定三 實驗三 電動機飛輪矩和參數(shù)測定四 實驗四 直流拖動實驗五 實驗五 單相變壓器空載、短路和負載實驗六 實驗六 三相變壓器的極性和連接組測定七 實驗七 異步電動機參數(shù)測定八 實驗八 三相異步電動機工作特性九 實驗九 交流拖動實驗十 實驗十 控制電機實驗十一.實驗十一 自整角機實驗實驗一：_直流發(fā)電機實驗_實驗學(xué)時：2學(xué)時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗?zāi)康?掌握用實驗方法測定他勵直流發(fā)電機空載特性，及直流發(fā)電機在他勵并勵時的外特性。2掌握并勵直流發(fā)電機的自勵條件，并觀察其自勵過程。二、實驗

3、內(nèi)容1他勵直流發(fā)電機的空載特性U0=f(If)2他勵直流發(fā)電機的外特性U=f(I)3觀察并勵直流發(fā)電機的電壓自建立過程4并勵直流發(fā)電機的外特性：U=f(I)三、實驗原理、方法和手段本實驗是以磁場中運動的導(dǎo)體兩端能夠產(chǎn)生電動勢的原理，來驗證直流發(fā)電機的各種特性。其方法和手段就是先要給直流發(fā)電機建立磁場，然后用電動機做原動機帶動發(fā)電機電樞旋轉(zhuǎn)。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應(yīng)采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2 直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉(zhuǎn)速 1440r/min、額定電壓 165V、額定

4、電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。3 直流電動機： 額定功率500W、額定轉(zhuǎn)速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。4IPS-n電機轉(zhuǎn)速測量儀。5三相調(diào)壓器：調(diào)壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關(guān)導(dǎo)線等。 六、實驗步驟本實驗的原動機為直流他勵電動機，實驗線路如圖1-1所示圖1-1 他勵直流發(fā)電機實驗電路圖1-1中：E為他勵直流發(fā)電機、D為直流電動機、A1和A2為直流電流表、V和V1為直流電壓表，根據(jù)發(fā)電機銘牌選擇儀表的量

5、程、RP1，RP2為滑線變阻器，分別用作直流電動機和發(fā)電機勵磁回路的可變電阻、R3為可變電阻掛箱，作為負載電阻。1起動機組步驟（1）起動前先檢查線路，調(diào)壓器調(diào)到零位，閉合K1，K處于斷開位置，RP1調(diào)至最小位置，RP2、R3放在最大位置。（2）合上裝置上空氣開關(guān)、控制電路電源開關(guān)、勵磁開關(guān)和主電源起動按鈕。緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器電壓，起動直流電動機，觀察各電表指針是否有反偏，若有反偏應(yīng)先將調(diào)壓器調(diào)到零位，按下主電源停止按鈕，將有反偏的表的接線端對調(diào)。然后再起電機。（3）調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到額定值。2他勵直流發(fā)電機的空載特性實驗保持發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為額定值，減少RP2，至發(fā)電機空載電壓U0=1.2U

6、e左右，從該點開始，將發(fā)電機勵磁電流逐次減少，每次記下發(fā)電機空載電壓U0及勵磁電流If，直至If=0（即K1斷開），讀取5-9組（包括U0=Ue）數(shù)據(jù)記錄于實驗表1-1中，當If=0時測得的電壓為發(fā)電機的剩磁電壓USC= V，常為2-4%Ue。注意，此時測得的為空載特性的下降分支，所以在減少電流時只能單方向調(diào)節(jié)。實驗表1-1 他勵直流發(fā)電機的空載特性數(shù)據(jù)n= (r/min)U(V)If(A)3他勵直流發(fā)電機的外特性實驗合上K將發(fā)電機加上負載，調(diào)節(jié)（R3）負載大小和（RP2）發(fā)電機勵磁電流的大小，使發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下輸出電流為額定值I=Ie，輸出端電壓為額定電壓Ue（該點即為發(fā)電機的額定運行點）

7、，此時的勵磁電流If= A為額定勵磁電流，記下該組數(shù)據(jù)，并保持If不變逐漸減少負載電流直至為零即斷開K，記下每次電流和電壓填于實驗表1-2中。實驗表1-2 他勵直流發(fā)電機的外特性數(shù)據(jù)n= (r/min) If= (A)U(V) I(A)4并勵直流發(fā)電機的電壓自建立過程圖1-2 并勵直流發(fā)電機實驗電路（1）將發(fā)電機線路部分改成圖1-2。（2）起動電動機到發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速。（3）調(diào)節(jié)RP2觀察發(fā)電機端電壓是否升高，如果電壓升高，則勵磁繞組與電樞繞組的電壓極性是相同的并勵發(fā)電機就能建立穩(wěn)定的電壓。否則極性接錯，應(yīng)將勵磁繞組的兩個接線端對換一下。5并勵發(fā)電機外特性實驗合上K，發(fā)電機加上負載，調(diào)節(jié)（R3

8、）負載大小和（RP2）發(fā)電機勵磁電流的大小，使發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下輸出電流為額定值Ie,輸出端電壓為額定電壓Ue（該點即為發(fā)電機的額定運行點），保持RP2不變，逐漸減少負載電流直至為零即斷開K，記下每次電流和電壓情況。實驗表1-3 并勵直流發(fā)電機的外特性數(shù)據(jù)n=n0= (r/min) RP2保持不變U(V)I(A)If(A)七、思考題1在做空載實驗時，為什么不能反復(fù)調(diào)節(jié)勵磁電流的大?。?怎樣改變直流發(fā)電機輸出電壓的極性？3在測定空載特性和外特性時，應(yīng)搞清楚哪些量須保持不變，讀取哪些數(shù)據(jù)。八、實驗報告1. 按空載實驗數(shù)據(jù)，畫出他勵直流發(fā)電機的空載特性曲線。2. 按負載實驗數(shù)據(jù)，在同一坐標中畫出他勵

9、和并勵直流發(fā)電機的外特性曲線。九、其它說明學(xué)生必須遵守實驗室管理的相關(guān)規(guī)定及安全事項等內(nèi)容。實驗二：_他勵直流電動機的工作特性與調(diào)速性能的測定_實驗學(xué)時：2學(xué)時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗?zāi)康?熟悉他勵直流電動機的起動及調(diào)速方法。2他勵直流電動機的工作特性測定。二、實驗內(nèi)容1在額定電壓與額定勵磁電流的條件下，測定直流電動機的工作特性。2在負載基本不變的情況下，分別改變電樞回路電阻R2，電樞電壓U與勵磁電流If的大小，測定直流電動機的轉(zhuǎn)速。三、實驗原理、方法和手段本實驗是以通電導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，并能能產(chǎn)生運動的原理，來驗證直流電動機的工作特性和調(diào)速性能。其方法和手段就是先

10、要給直流電動機建立磁場，然后給直流電動機電樞通電。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應(yīng)采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2直流電動機： 額定功率500W、額定轉(zhuǎn)速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。3直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉(zhuǎn)速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉(zhuǎn)速測量儀。5三相調(diào)壓器：調(diào)壓范圍 0420V/50Hz、

11、視載功率 4KW、電流4A。6直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關(guān)導(dǎo)線等。 六、實驗步驟本實驗的原動機為直流他勵電動機，實驗線路如圖2-1所示圖2-1 他勵直流電動機實驗電路1他勵直流電動機的負載實驗（1）.按圖2-1接好線后，空載起動直流電動機D至額定轉(zhuǎn)速ne之后閉合K，使電動機帶上負載，調(diào)協(xié)RP2和R3使直流電動機所帶的負載不斷增加，直流電動機所帶的負載不斷增加，直至運行于額定工作點，即額定電壓Ue，額定電流Ie，調(diào)節(jié)RP1使電動機為額定轉(zhuǎn)速ne。直流電動機運行于額定工作點時的勵磁電流就叫額定勵磁電流Ife。Ife找到后，在整個負載實驗過程中，電動機的勵磁電流要保持此額定值不變。

12、（2）.做直流電動機的負載實驗。從額定值作到空載，測取5-7組數(shù)據(jù)，將不同負載時的直流電動機電樞電流Ia與轉(zhuǎn)速記錄在下面的實驗表2-1內(nèi)：實驗表2-1 他勵直流電動機的負載特性數(shù)據(jù)U= （V） If= （A）Ia（A）n（r/min）實驗過程中，減小直流電動機的負載是靠減小直流發(fā)電機的負載電流或減小直流發(fā)電機的勵磁電流來實現(xiàn)的。電樞電流從額定值至空載值，測量的各點在曲線上應(yīng)大致均勻分布。2他勵直流電動機改變電樞回路電阻Ra的調(diào)速方法實驗線路如圖2-1在電動機電樞回路中串入可變電阻R。（1）起動直流電動機。實驗條件為：U=Ue；If=Ife；在調(diào)速過程中電動機帶一個恒轉(zhuǎn)矩的負載。將電源電壓與電動

13、機的勵磁電流均調(diào)到額定值。為使發(fā)電機能等效于一個恒轉(zhuǎn)矩負載，我們設(shè)法在整個調(diào)速過程中，保持發(fā)電機勵磁電流與電樞電流均不變。具體操作如下：合刀閘K并調(diào)節(jié)RP2，使發(fā)電機勵磁電流等于其額定勵磁電流；給發(fā)電機加上負載，并調(diào)節(jié)負載電阻R3，選擇電動機負載電流為某個數(shù)值。（2）電動機電樞回路電阻R從零開始逐漸增大，當R變化時，轉(zhuǎn)速會發(fā)生變化，使發(fā)電機的感應(yīng)電勢發(fā)生變化，所以這是必須調(diào)節(jié)一下R3或RP2，才能使發(fā)電機負載電流仍維持為原先的數(shù)據(jù)。測量轉(zhuǎn)速n0將所串電阻R與對應(yīng)的轉(zhuǎn)速n分別記錄在表2-2中。（測58組數(shù)據(jù)即可）。（由于轉(zhuǎn)速變化時，發(fā)電機的空載轉(zhuǎn)矩M。不可能為一常數(shù)，所以電動機的負載嚴格來說還不

14、是一個恒轉(zhuǎn)矩負載）實驗表2-2 他勵直流電動機電樞回路串電阻調(diào)速數(shù)據(jù)I= （A） If= （A）R（）N（rpm）3直流電動機改變電壓的調(diào)速方法（1）實驗線路仍如圖2-1。起動直流電動機，實驗條件保持為：If=Ie，電樞回路不串聯(lián)電阻，即R=0；電動機帶一個恒轉(zhuǎn)矩的負載，方法如上面所述。（2）調(diào)節(jié)電源電壓，電壓從額定值往下調(diào)節(jié)，測量電源電壓U及轉(zhuǎn)速n,并將測量結(jié)果記錄在表2-3中（測6-7組數(shù)據(jù)即可）實驗表2-3 他勵直流電動機調(diào)壓調(diào)速數(shù)據(jù)I= (A) If= (A)U(V)n(r/min)4他勵直流電動機改變勵磁電流的調(diào)速方法實驗線路仍如圖2-1。（1）實驗條件保持為：U=Ue；R=0；帶恒

15、轉(zhuǎn)矩負載，方法如前面所述。（2）調(diào)節(jié)直流電動機的勵磁電流If（實為調(diào)節(jié)勵磁回路所串電阻RP1）。當RP1由小變大時，If由大變小。測量勵磁電流與對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。（測58個點即可）將測量結(jié)果記錄在表2-4中。（注意：電機最高轉(zhuǎn)速不要超過1.2n）實驗表2-4 他勵直流電動機勵磁調(diào)速數(shù)據(jù)U= （V） I= （A）If(A)n（r/min）七、思考題1他勵直流電動機在運行時，勵磁回路突然斷線（即失磁）直流電動機會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？2怎樣改變直流電動機的轉(zhuǎn)速方向？3在弱磁調(diào)速時，為什么不能把勵磁電流降得很低？八、實驗報告1. 按實驗數(shù)據(jù)，畫出他勵直流電動機的工作特性曲線。2. 按調(diào)速實驗數(shù)據(jù)，在同一坐標中畫出

16、他勵直流電動機的調(diào)速特性曲線。九、其它說明學(xué)生必須遵守實驗室管理的相關(guān)規(guī)定及安全事項等內(nèi)容。實驗三：_他勵直流電動機參數(shù)測定_實驗學(xué)時：2學(xué)時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗?zāi)康膽?yīng)用基本的物理方法來測量和計算電動機的主要參數(shù)電子電路技術(shù)二、實驗內(nèi)容1測定直流電動機的額定勵磁電流。2測定直流電動機電樞及勵磁繞組的電阻及電感。3測定直流電動機空載損耗曲線P0=f(n)。*4測定電動機從切斷電流到轉(zhuǎn)子靜止時的轉(zhuǎn)速隨時間變化關(guān)系n=f(t)。5閱讀直流電動機電氣參數(shù)和飛輪矩的測定方法（見附表）。三、實驗原理、方法和手段本實驗是根據(jù)物理和電子電路技術(shù)中的基本定律和公式，用最基本的方法和手段來測量

17、和計算直流電動機的主要參數(shù)。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應(yīng)采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2直流電動機： 額定功率500W、額定轉(zhuǎn)速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。3直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉(zhuǎn)速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉(zhuǎn)速測量儀。5三相調(diào)壓器：調(diào)壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流

18、4A。6直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器、電子秒表和開關(guān)導(dǎo)線等。 六、實驗步驟本實驗的原動機為直流他勵電動機，實驗線路如圖2-1所示1電樞與勵磁回路中電阻的測量圖3-1a 測電樞電阻電路 圖3-1b測勵磁電阻電路如圖3-1a在電樞回路中通入直流電，勵磁回路不通電。根據(jù)電樞電壓及電流比值可得到電樞電阻Ra=Ua/Ia。如圖3-1b在勵磁回路中通入直流電，電樞回路不通電。根據(jù)電樞電壓及電流比值，可得到勵磁電阻Rfa=Uf/If2電樞與勵磁繞組電感的測量圖3-2a測電樞電感電路 圖3-2b測勵磁電感電路如圖3-2a在電樞回路中通入交流電，勵磁回路不通電。根據(jù)電樞交流電壓及電流比值，可得到電樞

19、阻抗Rx=U/I，由R2x=R2a+X2a及Xa=2fL，可求得電樞電感L。如圖3-2b在勵磁回路中通入交流電，電樞回路不通電。根據(jù)勵磁交流電壓及電流比值，可得到勵磁阻抗Rfx=U/I，由R2fx=R2fa+X2fa及Xa=2fL，可求得勵磁電感Lf。3測定n=f(t)停車曲線及P0=f(n)曲線圖3-3飛輪矩實驗電路電動機在額定勵磁電流情況下起動，升速到不同轉(zhuǎn)速。斷開電樞電流，測定電動機由不同轉(zhuǎn)速自由停車所需時間。另外，在不同轉(zhuǎn)速下記錄相應(yīng)的電樞電壓及電流，則空載損耗可由下式求出：P0=UaIa-Ia2Ra實驗表3-1 各項數(shù)據(jù)填如其中：n(rpm)t(s)Ua(V)Ia(A)P0(W)七、

20、思考題1如何進行直流電動機電樞電感及勵磁繞組電阻和電感的測量？2自由停車時為什么要保持直流電動機勵磁電流不變？3如何利用n=f(t)及P0=f(n)計算GD值？八、實驗報告1測量電動機的平均電樞繞組和電感。2畫出n=f(t)，P0 =f(n)曲線。3計算電動機的飛輪矩GD。4計算電動機的機電時間常數(shù)TM。九、其它說明學(xué)生必須遵守實驗室管理的相關(guān)規(guī)定及安全事項等內(nèi)容。附：飛輪矩的測定電動機在額定勵磁情況下起動，升速到不同的轉(zhuǎn)速，記錄下相應(yīng)的電樞電壓和電流值。用下式可計算出不同轉(zhuǎn)速下的空載損耗值P0：P0=UaIa-Ia2Ra另外再分別測出電動機在上述各不同轉(zhuǎn)速下自由停車時所需的時間。在自由停車過

21、程中要保持勵磁電流不變。然后繪制出n=f(t)和P0=f(n)曲線，并求得P0=f(t)曲線，見圖3-4所示。圖3-4 n=f(t) P0=f(n) 及P0=(t)曲線電動機在自由停車時，消耗在空載損耗的能量完全由電動機貯存的動能釋放出來供給的。在轉(zhuǎn)速n1減速到n2時，電動機釋放出來的動能A1為：A1=0.5J(21-22)=1/2(GD2/4g)(2n1/60)2-(2n2/60)2=(GD2/7200)(n21-n22)從t1到t2消耗在空載損耗所需的能量A2為：A2=P0dt（積分從t1到t2）由于A1A2則GD2(n21-n22)/7200=P0dt=S（積分從t1到t2）得：GD27

22、200S/(n21-n22)(牛米)其中：S既為圖3-2陰影部分面積，單位為瓦秒。之和。（因為此時電動機的電樞銅耗很小，忽略不計）即：P1=Pcd+P0F=2 P0（其中：P1為電動機的輸入功率，P0d為電動機的空載損耗，P0f為發(fā)電機的空載損耗，P0為平均損耗）。所以：P00.5P1=0.5Ue*Iao。電動機的輸出功率P2可以根據(jù)輸入功率P1減去電動機的全部損耗求得。其中：P1Ue*Ia,全部損耗P=Pcua+ P0（Ra75)Ia2+ P0。（3）電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為：MPm/=（P1-Pcua）*60/2工作特性的各點可列表3-2計算如下：實驗表3-2他勵直流電動機改變勵磁調(diào)速數(shù)據(jù)Ue=

23、（V）Ra（75）=（）123456n（rpm）實測I（A）實測P1（W）P1=U*IPcu（W）Pcu=R*IP2（W）P2=Pm-P0Pm（W）Pm=P1-PcuM（gm）M=60Pm/2n=P2/P1實驗四：_直流拖動實驗_實驗學(xué)時：2學(xué)時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)用實驗方法求直流電動機轉(zhuǎn)速反接制動和回饋制動的工作情況。2了解直流電動機在這兩種制動特性下的工作狀況。二、實驗內(nèi)容1使直流電動機運行在人為特性上。2檢查直流發(fā)電機輸出電壓極限。3測定直流電動機反接制動運行數(shù)據(jù)。4測定直流電動機回饋制動運行數(shù)據(jù)。三、實驗原理、方法和手段本實驗是驗證直流電動機不僅可以工作在

24、電動狀態(tài)，而且也可以在制動狀態(tài)下工作。其方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應(yīng)采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2 直流電動機： 額定功率500W、額定轉(zhuǎn)速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。3 直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉(zhuǎn)速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉(zhuǎn)速測量儀。5三相調(diào)壓器：調(diào)壓范圍 04

25、20V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關(guān)導(dǎo)線等。 六、實驗步驟本實驗線路如圖4-1所示圖4-1直流拖動實驗圖4-1中：F為直流發(fā)電機、D為直流電動機、A1、A2、A3和A4為直流電流表、V為直流電壓表，根據(jù)發(fā)電機銘牌選擇儀表的量程、RP1，RP2為滑線變阻器，分別用作直流電動機和發(fā)電機勵磁回路的可變電阻、R1和R2分別為電動機和發(fā)電機的限流電阻。1 測定直流電動機反接制動運行數(shù)據(jù)。（1）調(diào)速：使直流電動機運行在人為特性下：K1斷開，K2合上，保持電動機起動電阻為11歐姆，并且始終串接在電樞回路中。調(diào)節(jié)電動機勵磁電阻，使其轉(zhuǎn)速為n0。（2）檢

26、查發(fā)電機輸出電壓極性用萬用表（電壓表）檢查直流發(fā)電機空載電壓極性。使之與直流電源極性相反，調(diào)節(jié)R2最大值。（3）測定反接制運行數(shù)據(jù)當上述準備做好后，合上K1，觀察電動機運行狀況。調(diào)節(jié)直流發(fā)電機的負載電阻和勵磁電阻，使電動機轉(zhuǎn)速逐漸減小，直至為零，此為堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。再調(diào)節(jié)負載電阻和勵磁電阻，使電動機反向運行。記錄上述過程中的轉(zhuǎn)速n，電動機和發(fā)電機的電樞電流Id，Ifd，并填入表4-1中。（其中包括堵轉(zhuǎn)點）。并測出電動機的電樞電阻Ra及其電樞回路所串電阻1。實驗表4-1直流電動機轉(zhuǎn)速反接制動數(shù)據(jù)n（r/min）Ia（A）Ifd(A)2測定直流電動機回饋制動的運行數(shù)據(jù)。（1）檢查發(fā)電機輸出電壓極性。用萬

27、用表（或電壓表）檢查直流發(fā)電機空載電壓極性，使之直流電源極性相同，調(diào)節(jié)負載電阻R3為最值。（2）測定回饋制動運行數(shù)據(jù)。合上2，調(diào)節(jié)直流發(fā)電機的負載電阻和勵磁電阻，觀察電動機運行狀況，使之穩(wěn)定運行于轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速。記錄上述過程的轉(zhuǎn)速n，電動機和發(fā)電機的電樞電流Id，Ifd，并填入表4-2中。（其中包括理想空載點）實驗表4-2直流電動機回饋制動數(shù)據(jù)n(r/min)Ia(A)Ifd(A)七、思考題1如何判斷直流電動機運行在轉(zhuǎn)速反接制動，還是回饋制動狀態(tài)？2直流電動機在轉(zhuǎn)速反接制動時應(yīng)注意哪些因素？3直流電動機在回饋制動時，轉(zhuǎn)速能為零嗎？為什么？八、實驗報告1在直角坐標上，畫出直流電動機反接制動

28、特性曲線n=f（I）2在直角坐標上，畫出直流電動機回饋制動特性曲線n=f（I）九、其它說明學(xué)生必須遵守實驗室管理的相關(guān)規(guī)定及安全事項等內(nèi)容。實驗五：_單相變壓器空載，短路和負載實驗實驗_實驗學(xué)時：2學(xué)時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗?zāi)康?通過空載，短路試驗確定單相變壓器的參數(shù)。2通過負載實驗測定單相變壓器運行特性。二、實驗內(nèi)容1變壓器空載實驗（1） 測量當原邊（低壓邊）加電壓U10=Uie，副邊開路時的空載電流I10,功率Po及副邊開路電U20。（2）做空載特性U10=f(I10)。自U10=(1.1-1.2)Uie開始往下做。2變壓器短路實驗副邊（低電壓）短路，測量當原邊（高電壓）

29、通入電流Ik=Iie時的原邊短路電壓Uk功率Pk。3變壓器負載實驗當原邊（高電壓）加電壓U1=Uie，副邊（低壓邊）電流I2=I2e，功率因數(shù)cos=1時的原，副功率P1,P2。電壓U2及電流I1。逐漸減小負載測58組數(shù)據(jù)。三、實驗原理、方法和手段通過對單相變壓器空載、短路和負載實驗來驗證變壓器在磁路中存在鐵耗、在電路中存在銅耗；以及變壓器的工作能力。其方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應(yīng)采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件1單相變壓器： 220V/110V 50Hz2三相調(diào)壓器：調(diào)壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。3交

30、流電壓表、電流表、萬用表和負載單元。六、實驗步驟1空載實驗（1）實驗線路如圖5-1，低壓邊通過調(diào)壓器接于電源，高壓邊開路。圖5-1空載實驗電路（2）實驗步驟a調(diào)壓器手柄置于輸出電壓為零時，接通電源。b調(diào)電壓至U10=Uie,記下I10，P0及U2值。c作空載曲線。調(diào)電壓至U10=(1.1-1.2)Uie，然后逐步降低電壓，作7-8個點，記錄U10及I10為止。（3）實驗數(shù)據(jù)當U10=Uie=(V)時，I10=(A) P0=(W) U20= (V)U(V)I0(A)P0(W)2短路實驗（1）線路如圖5-2，高壓邊通過調(diào)壓器接子電源，底壓邊短路。 圖5-2短路實驗電路（2）實驗步驟a. 注意合閘時

31、調(diào)壓器的輸出電壓必須為零。b. 監(jiān)視電流表，緩慢地增加電壓，至電流達到變壓器高電壓的額定電流(Ik=Iie)時為止。c. 讀取Ik,Vk和Pk。d. 將電壓將到零，然后拉開刀閘。（3）實驗數(shù)據(jù)當原邊電流Ik=Iie=A時，Uk=V，Pk=W。3負載實驗（1）線路如圖5-3所示，高壓邊通過調(diào)壓器接于電源，低壓邊接負載圖5-3負載實驗電路（2）實驗步驟a調(diào)壓器置于輸出電壓為零的位置b合上刀閘K1，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，逐步升高電壓到變壓器原邊電壓U1=Uie，并檢查副邊電壓U2。c刀閘K2逐漸增加負載，注意電流值的增加不許超過變壓器的副邊額定電流值I2e，在加負載的同時必須隨時維持原邊電壓不變。到U1=Ui

32、e，I2=I2e為止。dU1=Uie，I2=I2e時的I1,U2,P1,P2值。e測量完畢后，先減負載，然后調(diào)壓器電壓退至零。（3）測取數(shù)據(jù)當U1=Uie= V， I2=I2e=A時, I1=A ,P1=WP2= W， U2= V。七、思考題1單相變壓器短路實驗時，在通電后必須先保證調(diào)壓器的輸出電壓為零？2變壓器除了改變電壓等級外，還有什么作用？八、實驗報告1由空載實驗求出。（1）U10=f(I10)曲線；（2）變比KU20/U10；（3）額定電壓時的空載損耗。九、其它說明學(xué)生必須遵守實驗室管理的相關(guān)規(guī)定及安全事項等內(nèi)容。實驗六：_三相變壓器的極性和連接組的測定_實驗學(xué)時：2學(xué)時 實驗類型：驗

33、證 實驗要求：必修一、實驗?zāi)康?掌握用實驗測定三相變壓器繞組極性的方法。2學(xué)會用實驗方法確定變壓器的連接組。二、實驗內(nèi)容1測定三相變壓器的極性。2把三相變壓器聯(lián)成Y/Y-12，并校對之。3把三相變壓器聯(lián)成Y/-11，并校對之。三、實驗原理、方法和手段通過對三相變壓器極性的判定，來驗證Y/Y-12和Y/-11聯(lián)接。其方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應(yīng)采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件1三相變壓器： 每組220V/110V 50Hz2三相調(diào)壓器：調(diào)壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。3交流電壓表、電流表、萬用表和負載單元。

34、六、實驗步驟1測定三相變壓器原，副邊的極性和芯式變壓器的相間極性。（1）先用萬用表測出變壓器上哪兩個出線柱是屬于同一繞組的，標上標號。（2）每相原，副邊繞組的極性（按Y/Y-12定）將y,Y用導(dǎo)線相連（如圖6-1），在BY上加（50-70）Ue電壓，測電壓UBb,UBY,UbY,若UBb=UBY- UbY，則標號正確：若UBb=UBYUbY，則需把b,Y的標號對調(diào)。同理，其它兩相也可依此定出。圖6-1 原副邊極性測定線路 圖6-2 高壓邊極性測定線路（3）芯式變壓器高壓邊A，B，C三相間極性的方法對于芯式變壓器除測定原，副邊繞組極性外，還應(yīng)測定三相間的極性，其測定方法為：把芯式變壓器的X，Z用

35、導(dǎo)線相聯(lián)（如圖6-2），在B相加（50-70）%Ue的電壓，測UAC,UAX,UCZ,若UAC=UAX-UCZ，則 標號正確。其標號如圖6-2所示。若得UAC=UAX+UCZ，則相同標號不正確。應(yīng)把A，C相中任一相之端點標號互換（如將A，X換成X，A）。同理，可定A，B相（或B，C相）的相間極性。2Y/Y-12聯(lián)接組校核圖6-3 Y-Y-12聯(lián)接組校核線路（1）將三相變壓器接成Y/Y-12，如圖6-3所示；（2）用導(dǎo)線把A，a聯(lián)起來（如圖5-3中虛線），在高壓邊加50%Ue，測量UAB,Uab,UBb,Ucc,Ubc?？纱_定連接組號。設(shè)線電壓之比為K=UAB/Uab校核公式：UBb=Ucc=(

36、K-1)UabUbc=(K2-K+1)UabUbc/UBb1便可確定是Y/Y-12的連接組號了。（Y/Y-12連接組號的電勢位形圖如圖6-4所示）。圖6-4 Y/Y-12聯(lián)接組號電位勢圖（3）將測量值和校核值記錄于下表6-1中：測 量 值校核值UAB(V)Uab(V)Uab(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)Ucc(V)UBc(V)3Y/-11連接組校核（1）將三相變壓器接成Y/-11，如圖6-5所示。（2）把A，a連接起來。（如圖6-5虛線所示）在高壓邊加50%Ue，測量UAB,Uab,UBb,UCc,UBc,可確定連接組號。圖6-5 Y/-11聯(lián)接組校和線路設(shè)線電壓之比為K=UAB/

37、Uab校核公式：UBb=UCc=UBC=(K-(3K+1)Uab便可確定Y/-11的連接組號了，（Y/A-11連接組號的電勢位形圖如圖6-6所示）圖6-6 Y/11連接組號電位勢圖（3）將測量值和校核值記錄于下表6-2中：測 量 值校核值UAB(V)Uab(V)Uab(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)Ucc(V)UBc(V)七、思考題1校核連接組時，為何把A,a點連接起來？八、實驗報告1將校核公式的計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行分析，比較。2你對本實驗的心得體會。九、其它說明學(xué)生必須遵守實驗室管理的相關(guān)規(guī)定及安全事項等內(nèi)容。實驗七：_異步電動機參數(shù)的測定_實驗學(xué)時：2學(xué)時 實驗類型：驗證 實驗

38、要求：必修一、實驗?zāi)康?掌握異步電動機得空載，短路實驗方法。2求異步電動機的損耗3求異步電動機的參數(shù)，畫出“T”型等值電路。二、實驗內(nèi)容1用伏安法測定冷態(tài)下的定子繞組電阻R。2作異步電動機的空載實驗，測定空載特性曲線，U10=f(I10),P10=f(U210),其中P10為已除去空載時定子銅耗。3異步電動機的短路實驗，測定短路特性曲線Ik=f(Uk),Pk=(Uk)三、實驗原理、方法和手段本實驗是根據(jù)物理和電子電路技術(shù)中的基本定律和公式，用最基本的方法和手段來測量和計算交流異步電動機的主要參數(shù)。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應(yīng)采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件

39、1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2交流異步電動機： 額定功率500W、額定轉(zhuǎn)速 1440r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A。3直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉(zhuǎn)速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉(zhuǎn)速測量儀。5三相調(diào)壓器：調(diào)壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6交直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關(guān)導(dǎo)線等。 六、實驗步驟1測量定子繞組冷態(tài)電阻如圖7-1所示，測量時可逐相測量，也可以三相串聯(lián)測量。若逐相測量，則定子

40、繞組電阻應(yīng)取三相的平均值R。ra、rb和rc為定子每相繞組電阻。圖7-1定子繞組冷態(tài)電阻電路2空載實驗（1）實驗線路如圖7-2所示。異步電動機接成或均可，本說明以接法為例，轉(zhuǎn)子三相短路。圖7-2（2）調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使其輸出電壓為零，合上電源。（3）調(diào)電壓至U10=Uie，運行一段時間，使其機械損耗達到穩(wěn)定值。（4）然后調(diào)電壓至U10=(1.1-1.2)e,開始測空載特性。逐漸降低電壓測 圖7-2三相異步電動機空載實驗電路5-7點填入表7-1中，至U10=0.5Uie。記錄U10, I10, P1,P2和n值。（注意要記下10=Uie 時的I10，P1，P2之值）其中：P10=P1+P2，P1,P

41、2為兩個單相功率表讀數(shù)。表7-1U10(V)I10(A)P1(W)P2(W)P10(W)n(r/min)3短路實驗（堵轉(zhuǎn)實驗）（1）實驗線路如圖7-3所示，做短路實驗時，異步電動機定子接成或均可本說明以Y接法為例，轉(zhuǎn)子三相短接并堵轉(zhuǎn)電動機圖7-3三相異步電動機短路實驗電路（2）調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使其輸出為零，合上.（3）緩慢增加電壓，檢視電流表，使Ik=Iie，然后從Iie減至零，逐點記錄Uk,Ik,Pk值填入表7-2中。（注意要記下Ik=Iie時的Uk,Pk值）（4）數(shù)據(jù)測量完畢，使調(diào)壓器輸出為零，再斷開關(guān)。其中：Pk=P1+P2 （P1,P2 為兩個單相功率表讀數(shù)）Ik=1/3(IA+IB+IC

42、) (IA+IB+IC分別為A,B,C相電流)Uk=(UAB+UBC+UCA)/3 表7-2Uk(V)Ik(A)Pk1(W)Pk2(W)Pk(W)n(r/min)七、思考題1異步電動機額定轉(zhuǎn)速為什么要低于該電動機的同步轉(zhuǎn)速？2如何改變異步電動機轉(zhuǎn)向，為什么？八、實驗報告1求定子冷態(tài)電阻r1=1/3(r1A+r1B+r1C) 折合到75時，r1(75)=r1(0)*(234.5+0)其中：0為室內(nèi)溫度（）2由空載實驗求出（1）U10=f(I10) 曲線（2）P10=f(U210) 曲線。將機械損耗P2和鐵損耗PFe分開式中：P10=P10-3I210R=P2+PFe（3）額定電壓時的勵磁損耗參數(shù)

43、rm、Xm、Zm。Z0=U10/I10 r0=P10/(3I210) X0=(Z20-r20)Xm=X0/X1 rm=PFe/(3I210) Zm=(1m+X2m)3由短路實驗求出（1）Ik=f(Uk)曲線（2）Pk=f(Uk)曲線（3）額定電流是的短路參數(shù)Zk=Uk/Ik rk=Pk/(3I2k) Xk=(Z2k-r2k) 折合到75時rk(75)=rk()*(23.5+75)/(234.5+)Zk(75)= (rk(75)+X2k)r2(75)=rk(75)-r1(75) X2=X1=1/2Xk畫出“”型等值電路，標明阻抗的歐姆值。九、其它說明學(xué)生必須遵守實驗室管理的相關(guān)規(guī)定及安全事項等內(nèi)

44、容。實驗八：_三相異步電動機的工作特性_實驗學(xué)時：2學(xué)時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗?zāi)康挠脤嶒灥姆椒ㄇ笕喈惒诫妱拥墓ぷ魈匦浴６?、實驗?nèi)容測量三相異步電動機的工作特性。三、實驗原理、方法和手段其實驗原理、方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應(yīng)采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2交流電動機： 額定功率500W、額定轉(zhuǎn)速 1440r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。3直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定

45、轉(zhuǎn)速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉(zhuǎn)速測量儀。5三相調(diào)壓器：調(diào)壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6交直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關(guān)導(dǎo)線等。 六、實驗步驟按圖8-1接線后，調(diào)節(jié)調(diào)壓器先調(diào)到零位。合上電源，起動三相異步電動機。調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使電動機工作在額定電壓下。2按下勵磁電源開關(guān)，使發(fā)電機建立起電壓，然后合上開關(guān)，調(diào)節(jié)負載電阻R1,使發(fā)電機電流為1.2Ie，然后逐漸減少負載直至空載為止。其間測量5-7組電流，電壓，輸入功率及轉(zhuǎn)速值，填于表8-1：圖8-1三相繞

46、線式異步電動機實驗電路Ue= V 表8-1n（r/min）I (A)P1(W)P2(W)Pz=P1+P2Ia(A)Ua(V)七、思考題1三相異步電動機缺相能否啟動有什么現(xiàn)象，運行時突然缺相會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？2三相異步電動機和他勵直流電動機的最小啟動電壓各是多少？八、實驗報告在直角坐標上畫出三相異步電動機的工作特性曲線：1轉(zhuǎn)速特性：n=f(I)2定子電流特性：I1=f(P)3功率因數(shù)特性：cos=f(P)4效率特性：=f(P)工作特性需要根據(jù)實驗結(jié)果與一定計算才能得到。根據(jù)上述表中的實驗數(shù)據(jù)與下表中的計算數(shù)據(jù)，畫出各特性曲線。表中P為三相異步電動機的輸出功率。因此有：P=UaIa+P0+Ra(75

47、)*Pa，其中直流發(fā)電機空載損耗P0與電樞電阻R(75)均可由實驗七查知。九、其它說明學(xué)生必須遵守實驗室管理的相關(guān)規(guī)定及安全事項等內(nèi)容。實驗九：_交流拖動實驗_實驗學(xué)時：4實驗類型：（設(shè)計）實驗要求：（必修）一、實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)用實驗方法求交流電動機轉(zhuǎn)速反接制動和回饋制動的工作情況。2了解交流電動機在這兩種制動特性下的工作狀況。二、實驗內(nèi)容1使交流電動機運行在人為特性上。2檢查直流電動機輸轉(zhuǎn)速方向。3測定交流電動機反接制動運行數(shù)據(jù)。4測定交流電動機回饋制動運行數(shù)據(jù)。三、實驗原理、方法和手段本實驗是驗證交流電動機不僅可以工作在電動狀態(tài)，而且也可以在制動狀態(tài)下工作。其方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應(yīng)采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2交流電動機： 額定功率500W、額定轉(zhuǎn)速 1440r/min、額定電壓 220V50Hz、額定電流 2.0A、3直流電動機： 額定功率500W、額定轉(zhuǎn)速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。4IPS-n電機轉(zhuǎn)速測量儀。5三相調(diào)壓器：調(diào)壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6交直流