特種電機試驗指導(dǎo)書

1、三相永磁同步電機實驗一、實驗?zāi)康?、掌握三相永磁同步電機結(jié)構(gòu)特點2、掌握三相永磁同步電機工作原理3、掌握三相永磁同步電機運行特性二、預(yù)習(xí)要點1、三相永磁同步電機的工作原理2、三相永磁同步電機的運行特性三、實驗項目1、測量定子繞組的冷態(tài)電阻。2、速度一頻率n=f (f)測試3、測取三相永磁同步電機在工頻下的工作特性。四、實驗方法1、實驗設(shè)備序號型號名稱數(shù)量備注1THCG-1渦流測功系統(tǒng)1件2DD03-4渦流測功系統(tǒng)導(dǎo)軌1件3THHY-1三相永磁同步電機控制系統(tǒng)1件4HK91三相永磁同步電機1件5萬用表1件自備2、速度一頻率n=f (f)測試1) 按圖9-3接線。電機繞組為 Y接法，永磁同步電機直

2、接與渦流測功機同軸聯(lián)接。THHY-1型三相永磁同步電機控制系統(tǒng)D¥f三橢電»£電源出圖9-3 速度一頻率n=f （f）測試接線圖2）首先將電源輸出開關(guān)撥至“開”位置，接通三相電源。渦流測功機不加載，按下變頻器上的PU/EXT按鈕，調(diào)節(jié)左側(cè)旋鈕使頻率顯示為零，然后按下 RUN鍵緩慢調(diào)節(jié)左側(cè)旋鈕既可 調(diào)節(jié)頻率從而改變轉(zhuǎn)速。每10Hz記錄電機轉(zhuǎn)速，填入下表。序號123456f(Hz)01020304050n(r/min)3、壓頻一轉(zhuǎn)矩特性的測定1）測量接線圖同圖9-3，調(diào)節(jié)變頻器使頻率達到50HZ,然后調(diào)節(jié)渦流測功機給三相永磁同步電機加載，使轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩Tn= 1.1

3、5N.m并保持不變。序號12345f(Hz)5040302010U (V)2）渦流測功機不加載，測量在不同頻率下的電壓，將數(shù)據(jù)記錄于下表中。序號12345f(Hz)5040302010U (V)4、測取三相永磁同步電機在工頻下的工作特性1）測量接線圖同圖9-4,與渦流測功電機同軸聯(lián)接。圖9-4 三相永磁同步電機在工頻下的工作特性2）首先將電源輸出開關(guān)撥至“開”位置，接通三相電源。3）調(diào)節(jié)渦流測功機，使同步電機的輸出功率逐漸上升，直至 1.2倍額定功率。5）然后逐漸減小負(fù)載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取同步電機的定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)記錄于下表。表 4-6Ui 戶Uin=380V （ Y）序號

4、I1L(A)*I 1L*UU(W)Pi (W )Pi =3P：(W)n (r/min)T2(N m)P2(W)cos(1(%)1234568910五、實驗報告1、計算基準(zhǔn)工作溫度時的相電阻由實驗直接測得每相電阻值，此值為實際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室溫。按下式換算到基準(zhǔn)工作溫度時的定子繞組相電阻：235 祠1 ref = riC235 如式中 r iref 換算到基準(zhǔn)工作溫度時定子繞組的相電阻，Q；r ic 定子繞組的實際冷態(tài)相電阻，Q；Qref基準(zhǔn)工作溫度 ，對于E級絕緣為75C;9c 實際冷態(tài)時定子繞組的溫度，C;2、作速度一頻率n=f (f)曲線3、作壓頻一轉(zhuǎn)矩特性曲線4、作工作特性曲線

5、Pi、Ii、介cos(h=f(P2)o六、思考題1、由空載、短路實驗數(shù)據(jù)求取異步電機的等效電路參數(shù)時，有哪些因素會引起誤差？2、從短路實驗數(shù)據(jù)我們可以得出哪些結(jié)論？3、由直接負(fù)載法測得的電機效率和用損耗分析法求得的電機效率各有哪些因素會引起誤 差？14直線電機實驗一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)直線電機工作原理，并了解與旋轉(zhuǎn)電機的區(qū)別;2、了解直線電機的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用情況；3、掌握用實驗方法測定直線感應(yīng)電動機的基本特性；二、預(yù)習(xí)要點1、直線電機的工作原理2、直線感應(yīng)電動機的基本特性三、實驗項目1、推力的測定2、起動電壓特性的測定(1) F=f(U);(2) 11 =f(U);(3) P=f(U);(4) co

6、s 4)=f(U)。3、氣隙特性測定(5) F=f( M(6) i1=f( &)(7) P=f( a);(8) cos4)=f( a)四、實驗方法1、實驗設(shè)備序號型號名稱數(shù)量1THHZ-1直線電機控制系統(tǒng)1件2THHZ-1直線電機實驗部件1件3橡皮管1根2、直線感應(yīng)電動機的推力測定推力是直線電機一項重要的技術(shù)指標(biāo)，在試驗中，因受場地及設(shè)備條件的限制，往往只驗 證s=1 ,即起動時的推動力值。調(diào)節(jié)直線電機初級與次級板間的氣隙為2mm ,用稱重傳感器測量推力。在檢查試驗線路正確無誤后，調(diào)換電源相序使直線電機的運動方向與傳感器的受力方向一 致，。然后調(diào)節(jié)調(diào)壓器，記取測力計的指示讀數(shù)。在此試驗

7、裝置中，直線電機產(chǎn)生的推力被兩部分力平衡，一是傳感器的拉力，另一是摩擦阻力，傳感器指示的推力值比直線電機實際產(chǎn)生的推力值要小，所以直線電機實際推力值是上 述兩分力之和。摩擦阻力的測試方法：在直線電機脫離電源的情況下，通過傳感器為定滑輪拉次級，當(dāng)次 級從靜止開始運動的瞬間，所示讀數(shù)，便是摩擦阻力。3、直線感應(yīng)電動機的起動特性試驗直線電機的起動特性試驗主要是測試不同電壓下，推力、電流、功率因數(shù)等的變化情況。試驗前應(yīng)根據(jù)被試直線電機的推力、電壓、電流、功率等量值的大小，選取合適量程的儀 表，試驗的接線圖如下圖所示。試驗前，應(yīng)調(diào)整好氣隙，并使電機的運行方向與傳感器的受力方向一致。用橡皮管將直線 電機的

8、次級與傳感器的掛鉤連接起來。通過導(dǎo)軌上測力裝置的直接讀取拉力值。對額定電壓為380V的直線電機，試驗電壓可在200420V中取幾個值，額定值這一點必須取準(zhǔn)。首先將三相電源開關(guān)撥至“開”位置，然后通過調(diào)節(jié)控制箱右側(cè)調(diào)壓器旋鈕調(diào)節(jié)輸出 電壓。對應(yīng)每一電壓值，讀取電流、輸入功率、推力各值，填入下表起動特性試驗記錄序號電壓Ui電流Ii輸出功率推力F功率因數(shù)cos 4)PiP1.2002.3003.3804.420當(dāng)試驗電壓大于額定值時，電機電流大，次級板發(fā)熱加劇，因此讀數(shù)要迅速，否則會影響 試驗的準(zhǔn)確性。6、不同氣隙與直線感應(yīng)電動機特性的試驗1 2mm。因氣隙大，導(dǎo)致氣隙的大小對直線電機的性能有很大的

9、影響，低速直線電機一般靠滾輪來保持初次級間的 氣隙，由于機械安裝的原因，氣隙要比旋轉(zhuǎn)電機大。對于鋼次級電機，為避免初次級間有過分 大的吸力，氣隙也不宜太小，所以直線電機的單邊機械氣隙至少要電機的技術(shù)指標(biāo)較差。對于直線電機來說，氣隙在安裝時是可以調(diào)整的，通過試驗，可得到推力、電流、功率因 數(shù)隨氣隙變化的特性曲線，這些特性曲線對我們在設(shè)計、制造、安裝直線電機時，都是十分有 用的。THHZ-1型直線電機實驗裝置氣隙可在1-8mm調(diào)節(jié)，其中額定值這一點應(yīng)取準(zhǔn)。然后施加額定電壓，對應(yīng)每一氣隙值讀取電流、輸入功率、推力各值，填入下表。氣隙特性試驗記錄序號機械氣隙a(mm)電流輸出功率推力F功率因數(shù)cos

10、4)Ii (A)Pi (W)P(W)122538五、實驗報告1、電壓不同電機運行速度如何變化2、直線感應(yīng)電動機的起動特性試驗數(shù)據(jù)處理視在功率 Ps = ?3U 111輸入功率 P = 3Pi功率因數(shù)cos 4)=PPs根據(jù)數(shù)據(jù)做特性曲線：F=f(U) , Ii=f(U) , P=f(U) , cos 巾=f(U)o3、直線感應(yīng)電動機的不同氣隙試驗數(shù)據(jù)處理視在功率Ps = 3U 11i輸入功率P =3 Pi功率因數(shù)cos 4)=PPs根據(jù)數(shù)據(jù)作特性曲線:F=f( a) I=f( &)P=f( a) cos 巾=f()六、思考題1、直線感應(yīng)電動機的工作原理2、直線感應(yīng)電動機與旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機的

11、區(qū)別3、直線電機有哪些應(yīng)用場合直流無刷電機實驗（一）實驗?zāi)康?、掌握直流無刷電機的組成、工作原理及特點2、初步了解DSP的工作原理3、了解DSP控制無刷電機的方法4、掌握工作特性的測定方法（二）預(yù)習(xí)要點1、分析掌握直流無刷電機的運行原理2、了解直流無刷電機的控制方法3、掌握直流無刷電機的工作特性及機械特性（二）實驗項目1、測量定子繞組的冷態(tài)直流電阻2、位置傳感器的輸出觀測3、空載損耗的測定4、工作特性的測定5、測取直流無刷電機的轉(zhuǎn)矩特性（四）實驗方法1、實驗設(shè)備序號型號名稱數(shù)量備注1THCG-1渦流測功機控制系統(tǒng)1件2DD03-4渦流測功機導(dǎo)軌1件3THHW-1直流無刷電機控制系統(tǒng)1件4HK9

12、3直流無刷電機1件5示波器1件自備6萬用表1件自備做實驗之前先插好電源線，接通電源。2、位置傳感器的輸出觀測電動機線圈-動力電路圖1-3本實驗裝置所使用的直流無刷電機采用二二導(dǎo)通、三相六狀態(tài)PWM調(diào)制方式。位置傳感器輸出信號為：011、001、101、100、110、010六種狀態(tài)。不同的位置傳感器信號對應(yīng)著功率 管的不同導(dǎo)通狀態(tài)。把直流無刷電機的位置信號線連接至實驗箱。先打開實驗箱面板上的電源開關(guān)，然后打開 實驗箱左后面的主電源開關(guān)。把鈕子開關(guān)撥至正轉(zhuǎn)，按下啟動按鍵，調(diào)節(jié)電位器1/2周左右。手動旋轉(zhuǎn)電機，用示波器觀察面板上位置傳感器的狀態(tài)，用交流電壓表分別測量U、V、W每兩相之間的的電壓，通

13、過電壓的大小來判斷6個功率管的開通關(guān)斷，并填入下表：表1 （正轉(zhuǎn)）：H1H2H3UuvUuwU vw導(dǎo)通的管子110表2 （反轉(zhuǎn)）：把電機狀態(tài)設(shè)為反轉(zhuǎn)，再進行一次實驗，把結(jié)果填入下表:H1H2H3UuvUuwU vw導(dǎo)通的管子1103、直流無刷電機的工作特性調(diào)節(jié)渦流測功機給直流無刷電機加載，使電機達到n=nN=1500r/min , P2=100（W）。然后逐漸減載，從額定負(fù)載到空載之間，測取T2、P2、n各參數(shù)，記錄于下表中。表 8-2U=Un=220V序號n(r/min)T2(N m)P2(W)1234567(五) 實驗報告1、計算三相繞組的直流電阻2、寫出每相通電時繞組兩端電壓表達式3、

14、繪制工作特性曲線 n、T =f(P2)。4、 作直流無刷電機的轉(zhuǎn)矩特性曲線n=f(T 2)(六) 思考題1、直流無刷電機的工作原理2、直流無刷電機應(yīng)用開關(guān)磁阻電機（一）實驗?zāi)康?、了解開關(guān)磁阻電機的組成、特點2、掌握開關(guān)磁阻電機的工作原理及特點3、掌握開關(guān)磁阻電機的磁鏈特性及穩(wěn)態(tài)運行特性（二）預(yù)習(xí)要點1、分析掌握開關(guān)磁阻電機的運行原理。2、了解開關(guān)磁阻電機的控制系統(tǒng)。3、掌握開關(guān)磁阻電機的工作特性及機械特性（二）實驗項目1、位置傳感器的輸出觀測2、工作特性的測定（四）實驗方法1、實驗設(shè)備序號1型號THCG-1名稱渦流測功機控制系統(tǒng)數(shù)量1件備注2DD03-4渦流測功系統(tǒng)導(dǎo)軌1件3THHC-1開關(guān)

15、磁阻電機控制系統(tǒng)1件4HK94開關(guān)磁阻電機1件5示波器1件自備2、位置傳感器的輸出觀測首先用位置傳感器信號線及定子繞組兩根連接線將開關(guān)磁阻電機與THHC-1控制箱相應(yīng)的端子連接好，打開 THHC-1上的船形開關(guān)，將四只直流電流表串入控制箱的A、A" B、B； C、C/; D、D，各相繞組中，速度環(huán)開關(guān)調(diào)至開環(huán)狀態(tài)，將示波器的兩個探頭插入控制箱的位置信號 檢測孔，按下正轉(zhuǎn)按鈕，緩慢調(diào)節(jié)開環(huán)調(diào)節(jié)電位器至四個電流表顯示繞組中有電流流過為止， 但此時電機應(yīng)保持靜止?fàn)顟B(tài)。手緩慢旋轉(zhuǎn)電機，用示波器觀察霍爾傳感器的波形，總共有00、01、10和11四種狀態(tài)，用 D31上的直流電流表分別測量 A、B、C、D每相的電流，通過電流 的大小來判斷4個功率管的開通關(guān)斷，記錄各項電流值并填入下表：表1 （正轉(zhuǎn)）：H1H2Ia (mA)Ib (mA)Ic (mA)Id (mA)勵磁繞組00101101電機狀態(tài)設(shè)為反轉(zhuǎn)，再進行一次實驗，把結(jié)果填入下表: 表2 （反轉(zhuǎn)）：H1H2Ia (mA)Ib (mA)Ic (mA)Id (mA)勵磁繞組00011110調(diào)節(jié)開環(huán)調(diào)節(jié)電位器，使電機低速連