電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書西安文理學(xué)院物理與機(jī)電工程學(xué)院目錄實(shí)驗(yàn)一直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)2實(shí)驗(yàn)二直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性7實(shí)驗(yàn)三單相變壓器12實(shí)驗(yàn)四異步電機(jī)的 T-s 曲線測(cè)繪18實(shí)驗(yàn)五三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速22實(shí)驗(yàn)一直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)一 . 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求與安全操作注意事項(xiàng)。2認(rèn)識(shí)在直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)中所用的電機(jī)、儀表、變阻器等組件及使用方法。3. 掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)取直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。4. 掌握直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。二 . 預(yù)習(xí)要點(diǎn)1. 什么是直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？2. 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理是什么？三 . 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1. 工作特性和機(jī)械特性保持 UU N 和 I f

2、I fN 不變，測(cè)取n、 T2 、 nf I a 及 nf T2 。2. 調(diào)速特性(1) 改變電樞電壓調(diào)速保持 UU N 、 I fI fN =常數(shù)， T2 =常數(shù)，測(cè)取 nf U a 。(2) 改變勵(lì)磁電流調(diào)速保持 UU N ， T2 =常數(shù)， R10 ，測(cè)取 nf I f。(3) 觀察能耗制動(dòng)過程四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 MCL-II 系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主控制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及渦流測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量及控制（NMEL-13）。3可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（NMEL-18）4直流電壓、毫安、安培表（NMCL-001）。5直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03。6波形測(cè)試及開關(guān)板（NMEL-05）。7三相可調(diào)電阻900（ NM

3、EL-03）。8電機(jī)起動(dòng)箱（NMEL-09）。五實(shí)驗(yàn)方法1并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。實(shí)驗(yàn)線路如圖1-1 所示。+R1+RfAmAV1U11UV2M-G圖 1 1 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖U 1 ：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源R1 、R f：電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻，位于NMEL-09。mA、 A、 V2 ：直流毫安、電流、電壓表（NMCL-001）G：渦流測(cè)功機(jī)a將R1 調(diào)至最大，R f調(diào)至最小，毫安表量程為200mA，電流表量程為2A 檔，電壓表量程為300V 檔，檢查渦流測(cè)功機(jī)與NMEL-13是否相連，將NMEL-13“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針旋到

4、底。開啟控制屏的總電源控制鑰匙開關(guān)至“開”位置，按次序按下綠色“閉合”按鈕開關(guān)，打開勵(lì)磁電源船形開關(guān)和可調(diào)直流電源船形開關(guān)，按下復(fù)位按鈕，此時(shí)，直流電源的綠色工作發(fā)光二極管亮，指示直流電壓已建立，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并調(diào)整電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，使電機(jī)正轉(zhuǎn)。b直流電機(jī)正常起動(dòng)后，將電樞串聯(lián)電阻R1 調(diào)至零，調(diào)節(jié)直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的輸出至220V，再分別調(diào)節(jié)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf 和“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定值：U UN 220V，I aI N ，nnN1600r / min ，此時(shí)直流電機(jī)的勵(lì)磁電流I f I fN（額定勵(lì)磁電流）。c保持 UU N 和 I fI fN 不變的條件下， 逐漸減小電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，即

5、逆時(shí)針調(diào)節(jié) “轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，測(cè)取電動(dòng)機(jī)電樞電流I a 、轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T2 ，共取數(shù)據(jù)7-8組填入表 1-1中。表 1-1U UN 220VI f I fNmA實(shí)I a （ A ）驗(yàn)數(shù)n （ r/min ）據(jù)T2（ N m ）計(jì)P2 （ w）算P1 （ w）數(shù)（ %）據(jù) n （ %）2調(diào)速特性（ 1）改變電樞端電壓的調(diào)速a按上述方法起動(dòng)直流電機(jī)后，將電阻R1 調(diào)至零，并同時(shí)調(diào)節(jié)負(fù)載、電樞電壓和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R f，使電機(jī)的UU N，I a0.5IN ，IfI fN ，記錄此時(shí)T2N m 。b保持T2 不變，IfI fN 不變，逐次增加R1 的阻值，即降低電樞兩端的電壓U a ， R1從零

6、調(diào)至最大值，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的端電壓U a ，轉(zhuǎn)速n 和電樞電流I a ，共取7-8組數(shù)據(jù)填入表1-2中。表1-2IfIfN =mA ， T2N mU a（ V ）n（ r/min ）I a （ A ）（ 2）改變勵(lì)磁電流的調(diào)速a直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，將電樞調(diào)節(jié)電阻R1 和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf 調(diào)至零， 調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源的輸出為220V，調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電動(dòng)機(jī)的UU N ， I a0.5I N , 記錄此時(shí)T2N m 。b保持T2和 UU N不變，逐次增加磁場(chǎng)電阻R f阻值，直至n1.3nN，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的n 、I f和 I a ，共取7-8組數(shù)據(jù)填寫入表1-3中。表 1-3UU N220V

7、 ， T2N mn（ r/min ）I f （A ）I a （ A）(3) 能耗制動(dòng)按圖 1一 2 接線。U 1 ：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源R1 、 R f ：直流電機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻（NMEL-09）RL ：采用 MEL-03 中兩只 900電阻并聯(lián)。S：雙刀雙擲開關(guān)（NMEL-05）。c重復(fù)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，把S 合向“ 2”端記錄停機(jī)時(shí)間。d選擇不同RL 阻值，觀察對(duì)停機(jī)時(shí)間的影響。六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 由表 1-1 計(jì)算出 P2和，并繪出 n、 T2 、f I a 及 nf T2 的特性曲線。電動(dòng)機(jī)輸出功率P20.105nT2（式中輸出轉(zhuǎn)矩T2 單位為 N·m，轉(zhuǎn)速 n

8、的單位為 r min）。電動(dòng)機(jī)輸入功率P1UI電動(dòng)機(jī)效率P2P1100%電動(dòng)機(jī)輸入電流II aI fN由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：n0nN100%nnN2. 繪出并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性曲線n fU a 和 n f I f 。分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)兩種調(diào)速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點(diǎn)。3能耗制動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)電阻RL 阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動(dòng)方法有什么缺點(diǎn)？七思考題1. 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的速率特性 n f I a 為什么是略微下降？是否會(huì)出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有何影響？2. 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流不變時(shí)，減小電樞端壓，為什么會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低？3. 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)

9、載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時(shí)，減小勵(lì)磁電流會(huì)引起轉(zhuǎn)速的升高， 為什么？4. 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載運(yùn)行中，當(dāng)磁場(chǎng)回路斷線時(shí)是否一定會(huì)出現(xiàn)“飛速”？為什么？實(shí)驗(yàn)二直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庵绷麟妱?dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)械特性有哪些方法？2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在什么情況下，從電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài)？他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電動(dòng)勢(shì)平衡方程式及機(jī)械特性又是什么情況？3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電動(dòng)勢(shì)平衡方程式及機(jī)械特性。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1電動(dòng)及回饋制動(dòng)特性。2電動(dòng)及反接制動(dòng)特性。3能耗制動(dòng)特性。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 MCL-II 系列電機(jī)系統(tǒng)

10、教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及渦流測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量及控制（NMEL-13）3三相可調(diào)電阻900（ NMEL-03）4三相可調(diào)電阻90（ NMEL-04）5波形測(cè)試及開關(guān)板（NMEL-05）6直流電壓、電流、毫安表（NMCL-001）7電機(jī)起動(dòng)箱（NMEL-09）8直流電機(jī)M12、 M03五實(shí)驗(yàn)方法及步驟1電動(dòng)及回饋制動(dòng)特性接線圖如圖2-1 。圖 21直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性測(cè)定接線圖M 為直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M12（接成他勵(lì)方式），UN220V ， IN0.55A ，nN 1500r / min ， PN80W ；勵(lì)磁電壓 U f220V ，勵(lì)磁電流 I f 0.13A。G為直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03

11、（接成他勵(lì)方式） ，U N220V ，I N1.1A ，nN1600r / 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（ NMCL-001）；直流電流表mA1、 A1 分別為 220V 可調(diào)直流穩(wěn)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（NMCL-001）R1 選用 900歐姆電阻（ NMEL-03） ( 或兩個(gè) 900歐姆電阻串聯(lián))R2 選用 180 歐姆電阻（ NMEL-04中兩 90 歐姆電阻相串聯(lián)）R3 選用 3000磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻（NMEL-09）R4 選用 2250電阻（用 NMEL-03

12、中兩只 900電阻相并聯(lián)再加上兩只900電阻相串聯(lián)）開關(guān) S1、 S2 選用 NMEL-05中的雙刀雙擲開關(guān)。按圖 2-1 接線，在開啟電源前，檢查開關(guān)、電阻等的設(shè)置；（ 1）開關(guān) 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(lì)磁電源船形開關(guān)和220V 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源船形開關(guān)須在斷開位置。實(shí)驗(yàn)步驟：a按次序先按下綠色 “閉合” 電源開關(guān)、 再合勵(lì)磁電源船型開關(guān)和220V 電源船形開關(guān)，使直流電動(dòng)機(jī) M起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源，使V1 讀數(shù)為 U N=220 伏，調(diào)節(jié) R2 阻值至零。b分別調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)M的磁場(chǎng)

13、調(diào)節(jié)電阻R1，發(fā)電機(jī) G磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻 R3、負(fù)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(dǎo)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(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)速 nN =1500r/min ，If +I a=I N=0.55A ，此時(shí) I f=I fN ，記錄此值I fN =mA 。c保持電動(dòng)機(jī)的 U=U N =220V ，If=I fN 不變，改變 R4 及 R3 阻值，測(cè)取 M在額定負(fù)載至空載范圍的 n、 Ia ，共取 5-6組數(shù)據(jù)填入表中。表 2-1UN=220 伏I fN=mAIa（ A）n（ r/min ）d折掉開關(guān)S2 的短接線，調(diào)節(jié)R3，使發(fā)電機(jī)G的空載電壓達(dá)

14、到最大（不超過220 伏），并且極性與電動(dòng)機(jī)電樞電壓相同。e保持電樞電源電壓U=U N=220V ， I f=I fN ，把開關(guān) 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(dǎo)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(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)速升高， 當(dāng) A1 表的電流值為 0 時(shí)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速， 繼續(xù)增加 R3 阻值，則電動(dòng)機(jī)進(jìn)入第二象限回饋制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行直至電流接近 0.8 倍額定值 （實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不超過 2100 轉(zhuǎn) / 分）。測(cè)取電動(dòng)機(jī) M的 n、Ia ，共取 5-6 組數(shù)據(jù)填入表 2-2 中。表 2-2U N=2

15、20 伏I fN =mAIa（ A ）n（ r/min ）因?yàn)?T emTaT為常數(shù)，則eman=f（a）特性，=C I ，而 CT I ，為簡(jiǎn)便起見，只要求畫出I見圖 2-2。2電動(dòng)及反接制動(dòng)特性。在斷電的條件下，對(duì)圖2-1 作如下改動(dòng)：（ 1）R1為 NMEL-09的 3000磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻， R2 為 NMEL-03 的 900電阻， R3不用（即用短接線將 R3 短路）， R4不變。（ 2）S1 合向“ 1”端， S2 合向“ 2”端（短接線拆掉） ，把發(fā)電機(jī) G 的電樞二個(gè)插頭對(duì)調(diào)。實(shí)驗(yàn)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(dòng)電動(dòng)機(jī)，

16、測(cè)量發(fā)電機(jī)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(jī)減速直至為零，繼續(xù)減小R4阻值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作于反接制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行（第四象限）；d再減小 R4 阻值，直至電動(dòng)機(jī)M的電流接近0.8 倍 IN，測(cè)取電動(dòng)機(jī)在第 1、第 4 象限的 n、 Ia ，共取 5-6 組數(shù)據(jù)記錄于表2-3 中。為簡(jiǎn)便起見，畫n=f （Ia），見圖 2-3。表 2-3R2=900U N=220VI fN=mAI a（A ）n（ r/min ）3能耗制動(dòng)特性圖 2

17、-1 中， R1 用 3000， R2 改為 360 歐（采用 NMEL-04中只 90電阻相串聯(lián)） ，R3采用 NMEL-03中的 900 歐（或 1800 歐）電阻， R4 仍用 2250電阻。操作前，把S1 扳向“ 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(dǎo)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(dòng)發(fā)電機(jī)G（此時(shí)作電動(dòng)機(jī)使用） ，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源使U=UN=220伏，調(diào)節(jié) R1 使電動(dòng)機(jī) M的 If=IfN,調(diào)節(jié) R3 使發(fā)電機(jī)G的 If=80mA ，調(diào)節(jié) R4 并先使 R4 阻值減小，

18、 使電機(jī) M的能耗制動(dòng)電流Ia 接近 0.8IaN 數(shù)據(jù)，記錄于表2-4 中。表 2-4R2=360IfN =mAI a（ A ）n（r/min ）調(diào)節(jié)R2的180，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)取Ia 、 n，取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-5中。表 2-5R2=180IfN =mAI a（ A ）n（r/min ）當(dāng)忽略不變損耗時(shí)，可近似為電動(dòng)機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T=CT Ia ，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在磁通不變的情況下，其機(jī)械特性可以由曲線n=f （ Ia ）來描述。畫出以上二條能耗制動(dòng)特性曲線n=f （ Ia ），見圖2-4 。六實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)調(diào)節(jié)串并聯(lián)電阻時(shí)，要按電流的大小而相應(yīng)調(diào)節(jié)串聯(lián)或并聯(lián)電阻，

19、防止電阻過流燒毀熔斷絲。七實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在第一、第二、第四象限的制動(dòng)特性n=f （Ia ）及能耗制動(dòng)特性 n=f （ Ia ）。八思考題1.回饋制動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，如何判別電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在理想空載點(diǎn)?2.直流電動(dòng)機(jī)從第一象限運(yùn)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. M ， G實(shí)驗(yàn)機(jī)組，當(dāng)電動(dòng)機(jī) M從第一象限運(yùn)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(fù)載的G，從第一到第四象限其電磁矩方向是否改變？為什么？實(shí)驗(yàn)三單相變壓器一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定變壓器的變比和參數(shù)。2. 通過負(fù)載實(shí)驗(yàn)測(cè)取變壓器的運(yùn)行特性。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1.

20、 變壓器的空載和短路實(shí)驗(yàn)有什么特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)中電源電壓一般加在哪一方較合適？2. 在空載和短路實(shí)驗(yàn)中，各種儀表應(yīng)怎樣聯(lián)接才能使測(cè)量誤差最小？3. 如何用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定變壓器的鐵耗及銅耗。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1. 空載實(shí)驗(yàn)測(cè)取空載特性UO=f(IO) ，PO=f(U O) 。2. 短路實(shí)驗(yàn)測(cè)取短路特性UK=f(IK) ，PK=f(I)。3. 負(fù)載實(shí)驗(yàn)(1) 純電阻負(fù)載保持 U1=U1N， cos2 =1 的條件下，測(cè)取U2=f(I2) 。(2) 阻感性負(fù)載保持 U1=U1N， cos2 =0.8 的條件下，測(cè)取U2=f(I2) 。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 MEL- 系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（含交流電壓表、交流電流表

21、）2功率及功率因數(shù)表（NMCL-001 ）3三相組式變壓器（NMEL-25 ）或單相變壓器（在主控制屏的右下方）4三相可調(diào)電阻900（ NMEL-03 ）5波形測(cè)試及開關(guān)板（NMEL-05 ）6三相可調(diào)電抗（NMEL-08A ）五實(shí)驗(yàn)方法1空載實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖3-1。變壓器 T 選用 NMEL-25 三相組式變壓器中的一只或單獨(dú)的組式變壓器。實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器低壓線圈 2U1、 2U2 接電源，高壓線圈 1U1、 1U2 開路。A 、V 1、 V 2 分別為交流電流表、交流電壓表。 量程可自動(dòng)也可手動(dòng)選擇。若電壓表只有一只，則只能交替觀察 變壓器 的原、副邊電壓讀數(shù)，若電壓表有二只或三只，則可同時(shí)

22、接上儀表。W為功率表（ NMCL-001），接線時(shí)，需注意電壓線圈和電流線圈的同名端，避免接錯(cuò)線。實(shí)驗(yàn)步驟：a在三相交流電源斷電的條件下，將調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到底。并合理選擇各儀表量程。變壓器 T 額定容量PN=77W ，U 1N /U2N =220V/55V ，I 1N/I 2N =0.35A/1.4Ab合上交流電源總開關(guān)，即按下綠色“閉合”開關(guān)，順時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓 U 0=1.2U N。c然后，逐次降低電源電壓，在1.20.5UN的范圍內(nèi)；測(cè)取變壓器的U 、I 、P ，共取00078 組數(shù)據(jù)，記錄于表3-1 中。其中 U=U N 的點(diǎn)必須測(cè)，并在該點(diǎn)附近測(cè)的點(diǎn)應(yīng)密

23、些。為了計(jì)算變壓器的變化，在U N 以下測(cè)取原方電壓的同時(shí)測(cè)取副方電壓，填入表3-1 中。e測(cè)量數(shù)據(jù)以后，斷開三相電源，以便為下次實(shí)驗(yàn)作好準(zhǔn)備。表 31實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)序號(hào)U0（V）I0（A ）PO（W ）U 1U1。1U2cos 2123456782短路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖3-2。（每次改接線路時(shí)，都要關(guān)斷電源）實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器T 的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。A 、V 、W 分別為交流電流表、電壓表、功率表，選擇方法同空載實(shí)驗(yàn)。a斷開三相交流電源，將調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到底，即使輸出電壓為零。b合上交流電源綠色“閉合”開關(guān)，接通交流電源，逐次增加輸入電壓，直到短路電流等于 1.1I N

24、 為止。在0.51.1I N 范圍內(nèi)測(cè)取變壓器的UK 、 IK、 PK ，共取 78 組數(shù)據(jù)記錄于表3 2 中，其中I=I K 的點(diǎn)必測(cè)。并記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)周圍環(huán)境溫度（）。表 3-2室溫 =實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)序號(hào)U（V）I（ A）P（W）cos k12345673負(fù)載實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖3-3 所示。變壓器 T 低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S1 和 S2，接到負(fù)載電阻RL 和電抗 XL 上。R選用 NMEL-03的兩只 900電阻相串聯(lián)， X選用 NMEL-08A。開關(guān) S 、S 采用 NMEL-05LL12的雙刀雙擲開關(guān)，電壓表、電流表、功率表（含功率因數(shù)表）的選擇同空載實(shí)驗(yàn)。（ 1）純電阻負(fù)載a

25、未上主電源前，將調(diào)壓器調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，S1、S2 斷開，負(fù)載電阻值班財(cái)?shù)阶畲?。b合上交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=U N=55Vc在保持 U1=U N 的條件下， 合下開關(guān)S1，逐漸增加負(fù)載電流，即減小負(fù)載電阻RL 的值，從空載到額定負(fù)載范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的輸出電壓U2和電流I 2。d測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)， I=0和I=I2N=0.35A 必測(cè)，共取數(shù)據(jù)67 組，記錄于表 3-3中。22表 3-3cos21U 1=U N=55V序 號(hào)1234567U2（V）I2（A ）（ 2）阻感性負(fù)載（cos2 =0.8）（選做）a用電抗器 X L 和 RL 并聯(lián)作為變壓器的負(fù)載，S1、S2

26、 打開，電阻及電抗器調(diào)至最大，即將變阻器旋鈕和調(diào)壓器旋鈕，逆時(shí)針調(diào)到底。b合上交流電源，調(diào)節(jié)電源輸出使U =U1N1c合上 S 、S ，在保持 U =U1N及 cos2 =0.8 條件下，逐漸增加負(fù)載，從空載到額定負(fù)121載的范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器U2和 I2，共測(cè)取數(shù)據(jù) 6-7組記錄于表3-4 中，其中 I2=0 和 I 2=I 2N 兩點(diǎn)必測(cè)。表 3-4cos20.8 U1=U 1N=55V序 號(hào)1234567U （V）2I 2（A）六注意事項(xiàng)1. 在變壓器實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意電壓表、電流表、功率表的合理布置。2. 短路實(shí)驗(yàn)操作要快，否則線圈發(fā)熱會(huì)引起電阻變化。七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 計(jì)算變比由空載實(shí)驗(yàn)測(cè)取

27、變壓器的原、副方電壓的三組數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。kU1U 1.1U 2U 2U 1.2U 22. 繪出空載特性曲線和計(jì)算激磁參數(shù)(1)繪出空載特性曲線 U 0f I 0, P0 f U 0 , cos 0 f U 0 。（ cos 0P0）。U0I0(2)計(jì)算激磁參數(shù)從空載特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于U 0U k 時(shí)的 I 0 和 P0 值，并由下式算出激磁參數(shù)P0， Z mU 0， X m22rm2I 0Z mrmI 03. 繪出短路特性曲線和計(jì)算短路參數(shù)（ 1）繪出短路特性曲線U kf I k（ 2）計(jì)算短路參數(shù)從短路特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于短路電流溫度為（）短路參數(shù)

28、。, Pkf U k , coskf I k。I kI N 時(shí)的 U k 和 Pk 值，由下式算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境'U k'Pk''2' 2Z kI k， rk2， X kZ krkI k折算到低壓方Z K'rK'X K'Z KK 2 ， rKK2，XKK 2由于短路電阻 r k 隨溫度而變化，因此，算出的短路電阻應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度 75OC時(shí)的阻值。rK 75or K234.5 75 ， ZK 75OCrOCX K2C234.5K 75式中： 234.5為銅導(dǎo)線的常數(shù)，若用鋁導(dǎo)線常數(shù)應(yīng)改為228。阻抗電壓U KI N ZK7

29、5OC100%U NI N rOU KrK75 C100%U NU KXIN XK100%U NIK = I N 時(shí)的短路損耗 pKNI N2 r K 75O C4.利用空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“”型等效電路。實(shí)驗(yàn)四異步電機(jī)的T-s 曲線測(cè)繪一實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠帽倦姍C(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)功能測(cè)繪各種異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差曲線，并加以比較。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1復(fù)習(xí)電機(jī)T-s 特性曲線。2 T-s 特性的測(cè)試方法。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1鼠籠式異步電機(jī)的T-s 曲線測(cè)繪測(cè)。2繞線式異步電動(dòng)機(jī)的T-s 曲線測(cè)繪。四實(shí)驗(yàn)原理異步電機(jī)的機(jī)械特性的圖4-1 所示。在某一轉(zhuǎn)差率sm 時(shí)，轉(zhuǎn)矩有一最大值T

30、 m，稱為異步電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩， sm 稱為臨界轉(zhuǎn)差率。Tm 是異步電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz Tm，電動(dòng)機(jī)將承擔(dān)不了而停轉(zhuǎn)。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T st 是異步電動(dòng)機(jī)接至電源開始起動(dòng)時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩，此時(shí) s=1（ n=0）。對(duì)于繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)附加電阻，便能改變 T st，從而可改變起動(dòng)特性。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可視為兩部分組成，即當(dāng)負(fù)載功率轉(zhuǎn)矩 T z T N 時(shí)，機(jī)械特性近似為直線，稱為機(jī)械特性的直線部分，又可稱為工作部分，因電動(dòng)機(jī)不論帶何種負(fù)載均能穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)s sm 時(shí)，機(jī)械特性為一曲線，稱為機(jī)械特性的曲線部分，對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或恒功率負(fù)載而言，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)這一特性段與

31、這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的配合，使電機(jī)不能穩(wěn)定運(yùn)行，而對(duì)于通風(fēng)機(jī)負(fù)載，則在這一特性段上卻能穩(wěn)定工作。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，通過對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)施加于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，轉(zhuǎn)矩隨之下降的負(fù)載，使電機(jī)穩(wěn)定地運(yùn)行了機(jī)械特性的曲線部分。通過讀取不同轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，可描繪出不同電機(jī)的T-s 曲線。五實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 MCL-II系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（NMEL-13 ）。3電機(jī)起動(dòng)箱（NMEL-09 ）。4三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M04 。5三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)M09 。六實(shí)驗(yàn)方法1鼠籠式異步電機(jī)的T-s 曲線測(cè)繪。被測(cè)電機(jī)為三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M04 ，接法

32、。 G 為渦流測(cè)功機(jī)， 與 M04 電機(jī)同軸安裝。按圖 4-1 接線，其中電壓表采用指針式或數(shù)字式均可，量程選用300V 檔，電流表采用數(shù)字式，可選0.75A 量程檔。起動(dòng)電機(jī)前，將三相調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，并將NMEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制”，并將“轉(zhuǎn)速設(shè)定”調(diào)節(jié)旋鈕順時(shí)針調(diào)到底。實(shí)驗(yàn)步驟：（ 1）按下綠色“閉合”按鈕開關(guān)，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(dòng)交流電機(jī)。觀察電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，使之符合要求。（ 2）逆時(shí)針緩慢調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)后，M04電機(jī)的負(fù)載將隨之增加， 其轉(zhuǎn)速下降， 繼續(xù)調(diào)節(jié)該電位器旋鈕電機(jī)由空載逐

33、漸下降到200 轉(zhuǎn)/分左右（注意：轉(zhuǎn)速低于200 轉(zhuǎn) /分時(shí)，有可能造成電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。）（ 3）在空載轉(zhuǎn)速至 200 轉(zhuǎn) /分范圍內(nèi)，測(cè)取 8-9 組數(shù)據(jù)，其中在最大轉(zhuǎn)矩附近多測(cè)幾點(diǎn)，填入表 4-1。表 4-1UN =220V接法序號(hào)123456789轉(zhuǎn)速 n（ r/min ）轉(zhuǎn)矩 T（ Nm ）電流 I（A）（ 4）當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降到200 轉(zhuǎn)/分時(shí)，順時(shí)針回調(diào)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”旋鈕，轉(zhuǎn)速開始上升，直到升到空載轉(zhuǎn)速為止，在這范圍內(nèi)，讀出表 4-2序號(hào)123轉(zhuǎn)速 n（ r/min ）轉(zhuǎn)矩 T（ Nm ）電流 I（A）8-9 組異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩T，轉(zhuǎn)速 n，填入表4-2。UN =220V接法456789

34、2繞線式異步電動(dòng)機(jī)的T-s 曲線測(cè)繪被試電機(jī)采用三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)M09 ， Y 接法。按圖 4-2 接法，電壓表和電流表的選擇同前，轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻采用電機(jī)起動(dòng)箱（ NMEL-09 ）。NMEL-13的開關(guān)和旋鈕的設(shè)置同前，調(diào)壓器退至零位。（ 1）繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到零（三只旋鈕順時(shí)針到底），順時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使電壓升至 220V ，電機(jī)開始起動(dòng)至空載轉(zhuǎn)速。逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”旋鈕， M09 的負(fù)載隨之增加，電機(jī)轉(zhuǎn)速開始下降，繼續(xù)逆時(shí)針調(diào)節(jié)該旋鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降至 100 轉(zhuǎn) /分左右。在空載轉(zhuǎn)速至 100 轉(zhuǎn) /分范圍時(shí)，讀取 8-9 組繞線電機(jī)轉(zhuǎn)矩 T 、轉(zhuǎn)速 n、電流 I ，記

35、錄于表4-3 中。表 43U=220VY 接法序號(hào)1234567轉(zhuǎn)速 n（ r/min ）轉(zhuǎn)矩 T（ Nm ）電流 I（A）（ 2）繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到2，重復(fù)以上步驟，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。表 44U=220VY 接法序號(hào)1234567轉(zhuǎn)速 n（ r/min ）轉(zhuǎn)矩 T（ n m ）電流 I（A）（ 3）繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到5，重復(fù)以上步驟，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。表 45U=220VY 接法序號(hào)1234567轉(zhuǎn)速 n（ r/min ）轉(zhuǎn)矩 T（ Nm ）電流 I（A）RS=089RS=289RS=589七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1在方格紙上，逐點(diǎn)繪出各種電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，并進(jìn)行擬合，作出被試電機(jī)的M-S曲線。2

36、對(duì)這些電機(jī)的特性作一比較和評(píng)價(jià)。八思考題電機(jī)的降速特性和升速特性曲線不重合的原因何在？實(shí)驗(yàn)五三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速一實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)掌握異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速的方法。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)有哪些起動(dòng)方法和起動(dòng)技術(shù)指標(biāo)。2復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)。2異步電動(dòng)機(jī)星形三角形（Y-）換接起動(dòng)。3自耦變壓器起動(dòng)。4繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動(dòng)。5繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 MCL- 系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（含交流電壓表）。2指針式交流電流表。3電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（ NMEL-13 ）。4電機(jī)起

37、動(dòng)箱（NMEL-09 ）。5鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（M04 ）。6繞線式異步電動(dòng)機(jī)（M09 ）。7波形測(cè)試及開關(guān)板（NMEL-05 ）。五實(shí)驗(yàn)方法1 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)試驗(yàn)。按圖 5-1 接線，電機(jī)繞組為接法。起動(dòng)前， 把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱（ NMEL-13 ）中“轉(zhuǎn)矩設(shè)定” 電位器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，“轉(zhuǎn)速控制” 、“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，檢查電機(jī)導(dǎo)軌和NMEL-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。實(shí)驗(yàn)步驟 ：a把三相交流電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，合上綠色“閉合”按鈕開關(guān)。調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓達(dá)電機(jī)額定電壓220 伏，使電機(jī)起

38、動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 （電機(jī)起動(dòng)后，觀察NMEL-13 中的轉(zhuǎn)速表，如出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)向不符合要求，則須切斷電源，調(diào)整次序，再重新起動(dòng)電機(jī)。）b斷開三相交流電源，待電動(dòng)機(jī)完全停止旋轉(zhuǎn)后，接通三相交流電源，使電機(jī)全壓起動(dòng)，觀察電機(jī)起動(dòng)瞬間電流值，并記錄指針式電流表偏轉(zhuǎn)的最大位置所對(duì)應(yīng)的讀數(shù)值I st1 。注：電流表受起動(dòng)電流沖擊，電流表顯示的最大值雖不能完全代表起動(dòng)電流的讀數(shù)，但用它可和下面幾種起動(dòng)方法的起動(dòng)電流作定性的比較。2星形三角形（Y- ）起動(dòng)按圖 5-2 接線，電壓表、電流表的選擇同前，開關(guān)S 選用NMEL-05 。a起動(dòng)前， 把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開關(guān)合向右邊（ Y ）接法。合上電源開關(guān)，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)