成都理工大學電機學實驗報告

1、電機學實驗報告 姓名： 學號：指導老師：黃洪全學院：核自院電氣系實驗一 直流他勵電動機機械特性一實驗目的了解直流電動機的各種運轉狀態(tài)時的機械特性二預習要點1改變他勵直流電動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電動及回饋制動特性。2電動及反接制動特性。3能耗制動特性。四實驗設備及儀器1MEL系列電機系統(tǒng)教學實驗臺主控制屏。2電機導軌及轉速表（MEL-13、MEL-14）3三相可調(diào)電阻900

2、（MEL-03）4三相可調(diào)電阻90（MEL-04）5波形測試及開關板（MEL-05）6、直流電壓、電流、毫安表（MEL-06）7電機起動箱（MEL-09）五實驗方法及步驟1電動及回饋制動特性接線圖如圖5-1M為直流并勵電動機M12（接成他勵方式），UN=220V，IN=0.55A，nN=1600r/min，PN=80W；勵磁電壓Uf=220V，勵磁電流If0.13A。G為直流并勵電動機M03（接成他勵方式），UN=220V，IN=1.1A，nN=1600r/min;直流電壓表V1為220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶，V2的量程為300V（MEL-06）；直流電流表mA1、A1分別為220V可調(diào)直流穩(wěn)

3、壓電源自帶毫安表、安倍表；mA2、A2分別選用量程為200mA、5A的毫伏表、安培表（MEL-06）R1選用900歐姆電阻（MEL-03）R2選用180歐姆電阻（MEL-04中兩90歐姆電阻相串聯(lián)）R3選用3000磁場調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）R4選用2250電阻（用MEL-03中兩只900電阻相并聯(lián)再加上兩只900電阻相串聯(lián)）開關S1、S2選用MEL-05中的雙刀雙擲開關。按圖5-1接線，在開啟電源前，檢查開關、電阻等的設置；（1）開關S1合向“1”端，S2合向“2”端。（2）電阻R1至最小值，R2、R3、R4阻值最大位置。（3）直流勵磁電源船形開關和220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源船形開關須在斷開位

4、置。實驗步驟。a按次序先按下綠色“閉合”電源開關、再合勵磁電源船型開關和220V電源船形開關，使直流電動機M起動運轉，調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源，使V1讀數(shù)為UN=220伏，調(diào)節(jié)R2阻值至零。b分別調(diào)節(jié)直流電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻R1，發(fā)電機G磁場調(diào)節(jié)電阻R3、負載電阻R4（先調(diào)節(jié)相串聯(lián)的900電阻旋鈕，調(diào)到零用導線短接以免燒毀熔斷器，再調(diào)節(jié)900電阻相并聯(lián)的旋鈕），使直流電動機M的轉速nN=1600r/min，If+Ia=IN=0.55A，此時If=IfN，記錄此值。c保持電動機的U=UN=220V，If=IfN不變，改變R4及R3阻值，測取M在額定負載至空載范圍的n、Ia，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表中。表

5、5-1 UN=220伏 IfN= 0.076 AIa（A）0.290.210.170.150.130.12n（r/min）160016301640165516901695d折掉開關S2的短接線，調(diào)節(jié)R3，使發(fā)電機G的空載電壓達到最大（不超過220伏），并且極性與電動機電樞電壓相同。e保持電樞電源電壓U=UN=220V，If=IfN，把開關S2合向“1”端，把R4值減小，直至為零（先調(diào)節(jié)相串聯(lián)的900電阻旋鈕，調(diào)到零用導線短接以免燒毀熔斷器）。再調(diào)節(jié)R3阻值使阻值逐漸增加，電動機M的轉速升高，當A1表的電流值為0時，此時電動機轉速為理想空載轉速，繼續(xù)增加R3阻值，則電動機進入第二象限回饋制動狀態(tài)

6、運行直至電流接近0.8倍額定值（實驗中應注意電動機轉速不超過2100轉/分）。測取電動機M的n、Ia，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表5-2中。表5-2 UN=220伏 IfN= 0.078 AIa（A）0-0.12-0.24-0.28-0.38-0.40n（r/min）172918101885191020002030因為T2=CMI2，而CM中為常數(shù)，則TI2，為簡便起見，只要求n=f（Ia）特性，見圖5-2。2電動及反接制動特性。在斷電的條件下，對圖5-1作如下改動：（1）R1為MEL-09的3000磁場調(diào)節(jié)電阻，R2為MEL-03 的900電阻，R3不用，R4不變。（2）S1合向“1”端，S2合向

7、“2”端（短接線拆掉），把發(fā)電機G的電樞二個插頭對調(diào)。實驗步驟：a在未上電源前，R1置最小值，R2置300左右，R4置最大值。b按前述方法起動電動機，測量發(fā)電機G的空載電壓是否和直流穩(wěn)壓電源極性相反，若極性相反可把S2含向“1”端。c調(diào)節(jié)R2為900，調(diào)節(jié)直流電源電壓U=UN=220V，調(diào)節(jié)R1使If=IfN，保持以上值不變，逐漸減小R4阻值，電機減速直至為零，繼續(xù)減小R4阻值，此時電動機工作于反接制動狀態(tài)運行（第四象限）；d再減小R4阻值，直至電動機M的電流接近0.8倍IN，測取電動機在第1、第4象限的n、I2，共取5-6組數(shù)據(jù)記錄于表5-3中。表5-3R2=900UN=220VIfN=0.

8、24AI2（A）0.130.290.300.350.400.440.42n（r/min）0-210-322-525-1000-1375-1490為簡便起見，畫n=f（Ia），見圖5-3。3能耗制動特性圖5-1中，R1用3000，R2改為360歐（采用MEL-04中只90電阻相串聯(lián)），R3采用MEL-03中的900歐電阻，R4仍用2250電阻。操作前，把S1俁向“2”端，R1、R2置最大值，R3置最大值，R4置300歐（把兩只串聯(lián)電阻調(diào)至零位，并用導線短接，把兩只并聯(lián)電阻調(diào)在300歐位置），S2合向“1”端。按前述方法起動發(fā)電機G（此時作電動機使用），調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源使U=UN=220伏，調(diào)節(jié)R

9、1使電動機M的If=IfN,調(diào)節(jié)R3使發(fā)電機G的If=80mA，調(diào)節(jié)R4并先使R4阻值減小，使電機M的能耗制動電流Ia接近0.8IaN數(shù)據(jù)，記錄于表5-4中。表5-4R2=360IfN=80mAIa（A）-0.31-0.21-0.180.13n（r/min）-1423-910-801-558調(diào)節(jié)R2的180，重復上述實驗步驟，測取Ia、n，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表5-5中。表5-5R2=180IfN=mAIa（A）-0.34-0.37-0.24-0.190.180.220.20n（r/min）-862-962-614-462-1792-1682-1748當忽略不變損耗時，可近似為電動機軸上的

10、輸出轉矩等于電動機的電磁轉矩T=CMIa，他勵電動機在磁通不變的情況下，其機械特性可以由曲線n=f（Ia）來描述。畫出以上二條能耗制動特此曲線n=f（Ia），見圖5-4。六實驗注意事項調(diào)節(jié)串并聯(lián)電阻時，要按電流的大小而相應調(diào)節(jié)串聯(lián)或并聯(lián)電阻，防止電阻過流燒毀熔斷絲。七 實驗分析 電動及回饋制動：發(fā)電機工作時的電磁轉矩為制動轉矩，這樣不但限制了轉速的繼續(xù)升高，而且又把機車下坡時的位能轉換為電能而回饋給電網(wǎng)，節(jié)省了能量。在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動機的減速和停止都是通過逐漸減小運行頻率來實現(xiàn)的，在變頻器頻率減小的瞬間，電動機的同回饋制動原理框圖步轉速隨之下降，而由于機械慣性的原因，電動機的轉子轉速未變，

11、或者說，它的轉速變化是有一定時間滯后的，這時會出現(xiàn)實際轉速大于給定轉速，從而產(chǎn)生電動機反電動勢高于變頻器直流端電壓的情況，這時電動機就變成發(fā)電機，非但不消耗電網(wǎng)電能，反而可以通過變頻器專用型能量回饋單元向電網(wǎng)送電，這樣既有良好的制動效果，又將動能轉變化為電能，向電網(wǎng)送電而達到回收能量的效果。 電動及反接制動：反接制動的關鍵仍是采用了雙向雙刀開關Q，注意 開關上下觸點為交叉接線。 當雙向雙刀開關合在圖中上方位置時，電動機正常運行，電磁轉矩屬于拖動性質(zhì)的轉矩。 當雙向雙刀開關合向圖中下方位置時，電機處于反接制動狀態(tài)。 因為開關Q剛剛合向下邊瞬間由于慣量的存在，轉速不會突變，勵磁也并沒改變，電勢也暫

12、不改變，只是電樞電源反接使電樞電流反向，從而使轉矩反向成為反接制動轉矩。因而使轉速迅速下降，若在轉速下降到0的瞬間斷開電源，則電機將立即停轉，如果轉速沒有斷開電源則電機將反向轉動。 能耗制動：能耗制動的關鍵是采用了雙向雙刀開關Q。 當開關Q合在圖中上邊位置時電機作電動機運行，即電磁轉矩與轉速同方向，屬于拖動轉矩。而當開關Q合向圖中下邊位置時，電機作發(fā)電機運行。 因為開關剛剛合向下邊瞬間，由于慣量的存在，轉速不會突變；勵磁接線并沒改變磁場也沒改變，故電勢 也暫時不變，故電機作發(fā)電機運行，發(fā)電機運行時，電磁轉矩為制動作用的轉矩，因此將使轉速盡快降低，與其同時電勢也隨之減小，制動作用減弱。最后轉子達

13、到停轉。 適當減少限流電阻R，可以增強制動作用，減少制動時間。 實驗二 直流發(fā)電機一實驗目的1掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機的運行特性，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？對于不同的特性曲線，在實驗中哪些物理量應保持不變，而哪些物理量應測取。2.做空載試驗時，勵磁電流為什么必須單方向調(diào)節(jié)？3.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？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(1)空載特性：保持n=nN，使I=0，測取Uo=f(If)。(2)外特性：保持n=nN

14、，使If =IfN，測取U=f(I)。(3)調(diào)節(jié)特性：保持n=nN，使U=UN，測取If =f(I)。2.并勵發(fā)電機(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(I)。3.復勵發(fā)電機積復勵發(fā)電機外特性：保持n=nN，使Rf=常數(shù)，測取U=f(I)。四實驗設備及儀器1MEL系列電機教學實驗臺主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。2電機導軌及測功機，轉矩轉速測量組件（MEL-13）或電機導軌及轉速表。3直流并勵電動機M03。4直流復勵發(fā)電機M01。5直流穩(wěn)壓電源（位于主控制屏下部）。6直流電壓、毫安、安培表（MEL-06）。7波形測試及開關板（MEL-05）。

15、8三相可調(diào)電阻900（MEL-03）。9三相可調(diào)電阻90（MEL-04）。10電機起動箱（MEL-09）。五實驗說明及操作步驟1他勵發(fā)電機。按圖1-3接線G：直流發(fā)電機M01，PN=100W，UN=200V，IN=0.5A，NN=1600r/minM：直流電動機M03，按他勵接法S1、S2：雙刀雙擲開關，位于MEL-05R1：電樞調(diào)節(jié)電阻100/1.22A，位于MEL-09。Rf1：磁場調(diào)節(jié)電阻3000/200mA，位于MEL-09。Rf2：磁場調(diào)節(jié)變阻器，采用MEL-03最上端900變阻器，并采用分壓器接法。R2：發(fā)電機負載電阻，采用MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為22

16、50（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)）。調(diào)節(jié)時先調(diào)節(jié)串聯(lián)部分，當負載電流大于0.4A時用并聯(lián)部分，并將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導線短接以避免燒毀熔斷器。mA1、A1：分別為毫安表和電流表，位于直流電源上。U1、U2：分別為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源和電機勵磁電源。V2、mA2、A2：分別為直流電壓表（量程為300V檔），直流毫安表（量程為200mA檔），直流安倍表（量程為2A檔）（1）空載特性a打開發(fā)電機負載開關S2，合上勵磁電源開關S1，接通直流電機勵磁電源，調(diào)節(jié)Rf2，使直流發(fā)電機勵磁電壓最小，mA2讀數(shù)最小。此時，注意選擇各儀表的量程。b調(diào)節(jié)電動機電樞調(diào)節(jié)電阻R1至最大，磁場調(diào)節(jié)電阻

17、Rf1至最小，起動可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（先合上對應的船形開關，再按下復位按鈕，此時，綠色工作發(fā)光二極管亮，表明直流電壓已正常建立），使電機旋轉。b從數(shù)字轉速表上觀察電機旋轉方向，若電機反轉，可先停機，將電樞或勵磁兩端接線對調(diào)，重新起動，則電機轉向應符合正向旋轉的要求。d調(diào)節(jié)電動機電樞電阻R1至最小值，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源調(diào)至220V，再調(diào)節(jié)電動機磁場電阻Rf1，使電動機（發(fā)電機）轉速達到1600r/min（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。e調(diào)節(jié)發(fā)電機磁場電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達V0=1.2UN（240V）為止。f在保持電機額定轉速（1600r/min）條件下，從UO=1.

18、2UN開始，單方向調(diào)節(jié)分壓器電阻Rf2，使發(fā)電機勵磁電流逐次減小，直至If2=o。每次測取發(fā)電機的空載電壓UO和勵磁電流If2,只取7-8組數(shù)據(jù)，填入表1-2中，其中UO=UN和If2=O兩點必測，并在UO=UN附近測點應較密。表1-2 n=nN=1600r/minUO（V）2442312202101501005025If2（A）139.3125.3110.398.056.228.310.50（2）外特性a在空載實驗后，把發(fā)電機負載電阻R2調(diào)到最大值（把MEL-03中間和下端的變阻器逆時針旋轉到底），合上負載開關S2。b同時調(diào)節(jié)電動機磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，

19、使發(fā)電機的n=nN,U=UN（200V），I=IN（0.5A），該點為發(fā)電機的額定運行點，其勵磁電流稱為額定勵磁電流If2N= A.c在保持n=nN和If2=If2N不變的條件下，逐漸增加負載電阻，即減少發(fā)電機負載電流，在額定負載到空載運行點范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，直到空載（斷開開關S2），共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表1-3中。其中額定和空載兩點必測。表1-3 n=nN=1600r/min If2=If2NU（V）184165140120112I（A）0.4520.8040.3440.2950（3）調(diào)整特性a斷開發(fā)電機負載開關S2，調(diào)節(jié)發(fā)電機磁場電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達額定值

20、（UN=200V）b在保持發(fā)電機n=nN條件下，合上負載開關S2，調(diào)節(jié)負載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流I，同時相應調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流If2，使發(fā)電機端電壓保持額定值U=UN，從發(fā)電機的空載至額定負載范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機的輸出電流I和勵磁電流If2，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表1-4中。表1-4 n=nN=1600r/min,U=UN=200VI（A）0.50.4150.3810.2730.1830.112If2（A）0.10590.10570.10520.10530.10530.10532并勵直流發(fā)電機（1）觀察自勵過程a斷開主控制屏電源開關，即按下紅色按鈕，鑰匙開關撥向“關”。按圖1-4接線R

21、1、Rf1：電動機電樞調(diào)節(jié)電阻 和磁場調(diào)節(jié)電阻，位于MEL-09。A1、mA1：直流電流表、毫安表，位于可調(diào)直流電源和勵磁電源上。mA2、A2：直流毫安表、電流表位于MEL-06。Rf2：MEL-03中二只900電阻相串聯(lián)，并調(diào)至最大。R2：采用MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250。S1、S2：位于MEL-05V1、V2：直流電壓表，其中V1位于直流可調(diào)電源上，V2位于MEL-06。b斷開S1、S2，按前述方法（他勵發(fā)電機空載特性實驗b）起動電動機，調(diào)節(jié)電動機轉速，使發(fā)電機的轉速n=nN，用直流電壓表測量發(fā)電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接他勵進行充磁

22、。c合上開關S1，逐漸減少Rf2，觀察電動機電樞兩端電壓，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(diào)聯(lián)接即可。（2）外特性a在并勵發(fā)電機電壓建立后，調(diào)節(jié)負載電阻R2到最大，合上負載開關S2，調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機n=nN,U=UN，I=IN。b保證此時Rf2的值和n=nN不變的條件下，逐步減小負載，直至I=0，從額定到負載運行范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表1-5中，其中額定和空載兩點必測。表1-5 n=nN=1600r/min Rf2= AU（V）2001731501

23、2310576510I（A）0.0150.2260.3340.4860.3640.2850.1560.0263復勵發(fā)電機（1）積復勵和差復勵的判別a接線如圖1-5所示R1、Rf1：電動機電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻，位于MEL-09。A1、mA1：直流電流、毫安表V2、A2、mA2：直流電壓、電流、毫安表，采用MEL-06組件。Rf2：采用MEL-03中兩只900電阻串聯(lián)。R2：采用MEL-03中四只900電阻串并聯(lián)接法，最大值為2250。S1、S2：單刀雙擲和雙刀雙擲開關，位于MEL-05開關板上。按圖接線，先合上開關S，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

24、，調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電流I=0.5IN，n=nN，U=UN。b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，若此電壓升高即為積復勵，若電壓降低為差復勵，如要把差復勵改為積復勵，對調(diào)串勵繞組接線即可。（2）積復勵發(fā)電機的外特性。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(diào)到額定運行點，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此時的Rf2和n=nN不變的條件下，逐次減小發(fā)電機負載電流，直至I=0。從額定負載到空載范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表1-6中，其中額定和空載兩點必測。 表1-6 n=nN = rmin Rf2=常數(shù)U（

25、V）2001761501321168056I（A）00.0640.1260.2580.3160.4160.487 六注意事項1.起動直流電動機時，先把R1調(diào)到最大，Rf2 調(diào)到最小，起動完畢后，再把R1調(diào)到最小。2.做外特性時，當電流超過0.4安時，R2中串聯(lián)的電阻必須調(diào)至零，以免損壞。七實驗分析 他勵發(fā)電機，（1）空載時：當轉速等于常數(shù)，一般為額定轉速，負載電流等于0,即完全開路時，電樞端電壓隨勵磁電流變化的關系即為直流發(fā)電機的開路特性，對應的曲線稱之為開路特性曲線。（2）外特性：從圖表1-2知，電壓隨電流增加是減小的。原因只有兩個，即電樞電阻的壓降和電樞反應的去磁作用使得負載電流增大時，端

26、電壓有減少的趨勢。這種端電壓變化的多少用電壓調(diào)整率來表示。 并勵發(fā)電機，（1）空載：并勵直流發(fā)電機的勵磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，開路時電樞電流等于勵磁電流，而勵磁電流只占額定電流的(13)%。(2)外特性：由表1-3可知，端電壓隨負載電流的增大而下降，原因是a電樞電阻壓降的存在； b電樞反應的去磁作用；c 勵磁電流的進一步減少。 復勵發(fā)電機，開路時，負載電流為零，串勵繞組不起作用，故其特性和并勵直流發(fā)電機一樣。他的勵磁繞組分為兩部分，一部分是并勵繞組，另一部分是串勵繞組。 八思考題1. 并勵發(fā)電機不能建立電壓有哪些原因？答：使并勵發(fā)電機建立起電壓，必須滿足下列三個條件：(1)有剩磁，如果剩磁消失，

27、則須將勵磁繞組接到其他直流電源上去充磁。(2)勵磁電流所產(chǎn)生的磁場與剩余磁場方向一致。若相反，可將勵磁繞組兩端的接線對調(diào)一下，或將電機的旋轉方向改變亦可。(3)勵磁回路的電阻不能過大。這只要減少勵磁調(diào)節(jié)電阻就行了。實驗三 異步電機的M-S曲線測繪一實驗目的用本電機教學實驗臺的測功機轉速閉環(huán)功能測繪各種異步電機的轉矩轉差曲線，并加以比較。二預習要點1復習電機M-S特性曲線。2M-S特性的測試方法。三實驗項目1鼠籠式異步電機的M-S曲線測繪測。2繞線式異步電動機的M-S曲線測繪。三實驗原理異步電機的機械特性的圖5-6所示。在某一轉差率Sm時，轉矩有一最大值Tm，稱為異步電機的最大轉矩，Sm稱為臨界

28、轉差率。Tm是異步電動機可能產(chǎn)生的最大轉矩。如果負載轉矩TzTm，電動機將承擔不了而停轉。起動轉矩Tst是異步電動機接至電源開始起動時的電磁轉矩，此時S=1（n=0）。對于繞線式轉子異步電動機，轉子繞組串聯(lián)附加電阻，便能改變Tst，從而可改變起動特性。異步電動機的機械特性可視為兩部分組成，即當負載功率轉矩TzTN時，機械特性近似為直線，稱為機械特性的直線部分，又可稱為工作部分，因電動機不論帶何種負載均能穩(wěn)定運行；當SSm時，機械特性為一曲線，稱為機械特性的曲線部分，對恒轉矩負載或恒功率負載而言，因為電動機這一特性段與這類負載轉矩特性的配合，使電機不能穩(wěn)定運行，而對于通風機負載，則在這一特性段上

29、卻能穩(wěn)定工作。在本實驗系統(tǒng)中，通過對電機的轉速進行檢測，動態(tài)調(diào)節(jié)施加于電機的轉矩，產(chǎn)生隨著電機轉速的下降，轉矩隨之下降的負載，使電機穩(wěn)定地運行了機械特性的曲線部分。通過讀取不同轉速下的轉矩，可描繪出不同電機的M-S曲線。四實驗設備1MEL系列電機系統(tǒng)教學實驗臺主控制屏。2電機導軌及測功機、轉矩轉速測量（MEL-13、MEL-14）。3電機起動箱（MEL-09）。4三相鼠籠式異步電動機M04。5三相繞線式異步電動機M09。五實驗方法1鼠籠式異步電機的M-S曲線測繪被試電機為三相鼠籠式異步電動機M04，Y接法。G為渦流測功機，與M04電機同軸安裝。按圖5-7接線，其中電壓表采用指針式或數(shù)字式均可，

30、量程選用300V檔，電流表采用數(shù)字式，可選0.75A量程檔。起動電機前，將三相調(diào)壓器旋鈕逆時針調(diào)到底，并將MEL-13中“轉矩控制”和“轉速控制”選擇開關扳向“轉速控制”，并將“轉速設定”調(diào)節(jié)旋鈕順時針調(diào)到底。實驗步驟：（1）按下綠色“閉合”按鈕開關，調(diào)節(jié)交流電源輸出調(diào)節(jié)旋鈕，使電壓輸出為220V，起動交流電機。觀察電機的旋轉方向，是之符合要求。（2）逆時針緩慢調(diào)節(jié)“轉速設定”電位器經(jīng)過一段時間的延時后，M04電機的負載將隨之增加，其轉速下降，繼續(xù)調(diào)節(jié)該電位器旋鈕電機由空載逐漸下降到200轉/分左右（注意：轉速低于200轉/分時，有可能造成電機轉速不穩(wěn)定。）（3）在空載轉速至200轉/分范圍內(nèi)

31、，測取8-9組數(shù)據(jù)，其中在最大轉矩附近多測幾點，填入表5-9。 表5-9UN=220VY接法序 號123456789轉速（r/min）13001250120011001000950850600400轉矩（N.m）0.300.330.350.35 0.340.330.310.270.26（4）當電機轉速下降到200轉/分時，順時針回調(diào)“轉速設定”旋鈕，轉速開始上升，直到升到空載轉速為止，在這范圍內(nèi)，讀出8-9組異步電機的轉矩T，轉速n，填入表5-10。表5-10UN=220VY接法序 號123456789轉速（r/min）20040060080085090095010001200轉矩（N.m）0

32、.280.260.280.300.310.320.330.340.342繞線式異步電動機的M-S曲線測繪被試電機采用三相繞線式異步電動機M09，Y接法。按圖5-8接法，電壓表和電流表的選擇同前，轉子調(diào)節(jié)電阻采用MEL-04中兩只90電阻相并聯(lián)（最大值為45）。MEL-13的開關和旋鈕的設置同前，調(diào)壓器退至零位。（1）繞線電機的轉子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到零（三只旋鈕順時針到底），順時針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使電壓升至180V，電機開始起動至空載轉速。逆時針調(diào)節(jié)“轉速設定”旋鈕，M09的負載隨之增加，電機轉速開始下降，繼續(xù)逆時針調(diào)節(jié)該旋鈕，電機轉速下降至200轉/分左右。在空載轉速至200轉/分范圍時，讀取8-9

33、組繞線電機轉矩T、轉速n記錄于表5-11。表5-11U=180VY接法RS=0序 號123456789轉速（r/min）320500800900100011001200轉矩（N.m）-1.29-1.30-1.24-1.20-1.13-0.87-1.02（2）繞線電機的轉子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到2（斷開電源，用萬用表測量，三相需對稱），重復以上步驟，記錄相關數(shù)據(jù)。表5-12U=180VY接法RS=2序 號123456789轉速（r/min）20032040060080010001100轉矩（N.m）1.291.301.281.221.150.990.88（3）繞線電機的轉子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到5（斷開電源，用萬用

34、表測量，三相需對稱），重復以上步驟，記錄相關數(shù)據(jù)。表5-13U=180VY接法RS=5序 號123456789轉速（r/min）10030045060080010001100轉矩（N.m）1.321.261.221.161.040.840.72七實驗分析通過這次實驗可以看到，表5-9中可知在在空載轉速至200轉/分范圍內(nèi)轉矩，轉速都沒有怎么變化；由表5-10可知轉速開始上升到空載轉速時，轉速升高轉矩降低；由表5-11，5-10對比可知，當外接電阻不變時，電壓變小，對應的轉矩轉速都要減小；由表5-12，5-13對比可知當電壓不變時，外接電阻增大對應的轉矩，轉速反而減小。由M-S曲線可知，最后一組

35、實驗使電機運行在機械特性穩(wěn)定的部分。八思考題電機的降速特性和升速特性曲線不重合的原因何在？ 答：因為有遲滯回線的影響，在降速和聲速時，由于是鐵磁材料的原因，在外磁場變化時，有一部分磁場被鐵磁材料吸收了，這時降速特性和升速特性曲線不重合。實驗四 三相異步電動機的起動與調(diào)速一實驗目的通過實驗掌握異步電動機的起動和調(diào)速的方法。二預習要點1復習異步電動機有哪些起動方法和起動技術指標。2復習異步電動機的調(diào)速方法。三實驗項目1異步電動機的直接起動。2異步電動機星形三角形（Y-）換接起動。3自耦變壓器起動。4繞線式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器起動。5繞線式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器調(diào)速。四實驗設備

36、及儀器1MEL系列電機系統(tǒng)教學實驗臺主控制屏（含交流電壓表）。2指針式交流電流表。3電機導軌及測功機、轉矩轉速測量（MEL-13、MEL-14）。4電機起動箱（MEL-09）。5鼠籠式異步電動機（M04）。6繞線式異步電動機（M09）。五實驗方法1三相籠型異步電動機直接起動試驗。按圖3-5接線，電機繞組為接法。起動前，把轉矩轉速測量實驗箱（MEL-13）中“轉矩設定”電位器旋鈕逆時針調(diào)到底，“轉速控制”、“轉矩控制”選擇開關扳向“轉矩控制”，檢查電機導軌和MEL-13的連接是否良好。儀表的選擇：交流電壓表為數(shù)字式或指針式均可，交流電流表則為指針式。a把三相交流電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(diào)到底，合上綠色

37、“閉合”按鈕開關。調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓達電機額定電壓220伏，使電機起動旋轉。（電機起動后，觀察MEL-13中的轉速表，如出現(xiàn)電機轉向不符合要求，則須切斷電源，調(diào)整次序，再重新起動電機。）b斷開三相交流電源，待電動機完全停止旋轉后，接通三相交流電源，使電機全壓起動，觀察電機起動瞬間電流值。注：按指針式電流表偏轉的最大位置所對應的讀數(shù)值計量。電流表受起動電流沖擊，電流表顯示的最大值雖不能完全代表起動電流的讀數(shù)，但用它可和下面幾種起動方法的起動電流作定性的比較。c斷開三相交流電源，將調(diào)壓器退到零位。用起子插入測功機堵特孔中，將測功機定轉子堵住。d合上三相交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，觀察電流表，使電機電流達23倍額定電流，讀取電壓值UK、電流值IK、轉矩值TK，填入表中，注意試驗時，通電時間不應超過10秒，以免繞組過熱。對應于額定電壓的起動轉矩TST和起動電流I比按下式計算：式中Ik：起動試驗時的電流值，A； TK：起動試驗時的轉矩值，N.m；式中UK：起動試驗時的電壓值，V； UN：電機額定電壓，V；測 量 值計 算 值UK（V）IK（A）TK（N.m）Tst(N.m)Ist(A)1661.601.863.272.122星形三角形（Y-）起動按圖3-6接線，電壓表、電流表的選擇同前，開關S選用MEL-05。a起動前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開關合向右邊（