電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)電氣信息工程學(xué)院2017 年 07 月、八前言1、電機(jī)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)研究電機(jī)理論的重要環(huán)節(jié)， 其目的在于通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和 研究電機(jī)理論，使學(xué)生掌握電機(jī)實(shí)驗(yàn)的方法和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真事 實(shí)求是的科學(xué)作風(fēng)。所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。2、本實(shí)驗(yàn)主要介紹電氣自動(dòng)化和電力系統(tǒng)自動(dòng)化中常用的直流電機(jī)、變壓 器、異步電機(jī)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生可以掌握實(shí)驗(yàn)方法， 學(xué)會(huì)選擇儀表， 測(cè)取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等基本實(shí)驗(yàn)研究技能。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)， 加深對(duì)電機(jī)學(xué)理論知識(shí)的理解。3、本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)可作為電氣工程及其自動(dòng)化和自動(dòng)化等強(qiáng)電方向?qū)I(yè)的輔助教材和參考書(shū)。4、本次修訂工作主要針對(duì)電機(jī)學(xué)教學(xué)大綱并結(jié)合教儀設(shè)

2、備進(jìn)行了必要的調(diào)整。本實(shí)驗(yàn)課程的說(shuō)明實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)四目錄他勵(lì)直流電機(jī)的工作特性與調(diào)速性能測(cè)定（I）他勵(lì)直流電機(jī)的工作特性與調(diào)速性能測(cè)定（n）單相變壓器空載、短路和負(fù)載實(shí)驗(yàn)三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性1724- I本實(shí)驗(yàn)課程的說(shuō)明1、電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)是將課堂上所講電機(jī)理論進(jìn)一步深化的必備環(huán)節(jié)，通過(guò) 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和電機(jī)理論相結(jié)合，能使學(xué)生掌握電機(jī)實(shí)驗(yàn)的分析方法和基本技 能，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力。2、電機(jī)實(shí)驗(yàn)課是電機(jī)學(xué)和其相近課程的重要組成部分，本實(shí)驗(yàn)講 義只側(cè)重于掌握實(shí)驗(yàn)方法， 并運(yùn)用課堂上學(xué)到的電機(jī)理論知識(shí)來(lái)分析研究實(shí) 驗(yàn)中的各種問(wèn)題，得出必要的結(jié)論，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生在電機(jī)這門(mén)學(xué)科中具 備分析問(wèn)題和解決

3、問(wèn)題的初步能力。3、所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。- 3 -實(shí)驗(yàn)他勵(lì)直流電機(jī)的工作特性與調(diào)速性能測(cè)定（I ）方法。、實(shí)驗(yàn)類型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1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、變阻器等部件及使用3熟悉他勵(lì)電動(dòng)機(jī)（即并勵(lì)電動(dòng)機(jī)按他勵(lì)方式）的接線、起動(dòng)、改變電機(jī)方向與調(diào)速的方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與任務(wù)1了解電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的直流穩(wěn)壓電源、渦流測(cè)功機(jī)、變阻器、 多量程直流電壓表、電流表、毫安表及直流電動(dòng)機(jī)的使用方法。2用伏安法測(cè)直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的電樞繞組的冷態(tài)電阻。3直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。四、實(shí)驗(yàn)條件1直流電動(dòng)機(jī)

4、電樞電源（NMEL-18/1 )2直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源（NMEL-18/2 )3可調(diào)電阻箱（ NMEL-03/4 ）4電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量（ NMEL-13 ）5. 直流電壓、電流表6直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī) M03五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式描述了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決 于作用在原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的各種轉(zhuǎn)矩。 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在電 樞電壓、勵(lì)磁電流、電樞回路電阻為恒值的條件下，即電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系nf 仃em)由電機(jī)的電路原理可得機(jī)械特性的表達(dá)式:U_R Tn Ce CeCT_emn 0T emno稱為理想空載轉(zhuǎn)速。六

5、、實(shí)驗(yàn)步驟1.由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員講解電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求，實(shí)驗(yàn)臺(tái)各面板的布置及使用方法，注意事項(xiàng)。2.在控制屏上按次序懸掛 NMEL-13、NMEL-03/4組件，并檢查NMEL-13和渦流測(cè)功機(jī)的連接。3.用伏安法測(cè)電樞的直流電阻，接線原理圖見(jiàn)圖1-1。R:可調(diào)電阻箱(NMEL-03/4 )中的單相可調(diào)電阻 R1。V :直流電壓表-7 -A :直流安培表(1)經(jīng)檢查接線無(wú)誤后，直流電動(dòng)機(jī)電至最大，直流電壓表量樞電源調(diào)至最小，Ri調(diào)程選為300V檔，直流電流表量程選為2A檔。(2)依次按下主控制屏綠色 閉合”按鈕開(kāi)關(guān)，使直流電動(dòng)機(jī)電樞電源 的船形開(kāi)關(guān)處于“ON,建立直流電源，并調(diào)節(jié)直流電源至 110

6、V輸出。調(diào)節(jié)Ri使電樞電流達(dá)到0.2A (如果電流太大，可能由于剩磁的作用使 電機(jī)旋轉(zhuǎn)，測(cè)量無(wú)法進(jìn)行，如果此時(shí)電流太小，可能由于接觸電阻產(chǎn)生較大 的誤差)，改變電壓表量程為20V，迅速測(cè)取電機(jī)電樞兩端電壓 Um和電流la。將電機(jī)轉(zhuǎn)子分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測(cè)取Um、la，填入表1-1。(3)增大R (逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))使電流分別達(dá)到 0.15A和0.1A，用上述方 法測(cè)取六組數(shù)據(jù)，填入表1-1。取三次測(cè)量的平均值作為實(shí)際冷態(tài)電阻值Ra=Ra2Ra2Ra3(4)計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的電樞電阻由實(shí)驗(yàn)測(cè)得電樞繞組電阻值，此值為實(shí)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(shí)的電樞繞組電阻

7、值:Raref=Ra235ref235 a式中Raref換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)電樞繞組電阻。(Q)Ra電樞繞組的實(shí)際冷態(tài)電阻。(Q)Qef基準(zhǔn)工作溫度，對(duì)于E級(jí)絕緣為750C。4.直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，將NMEL- 13轉(zhuǎn)速控制圖1-2直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖直流 電動(dòng) 機(jī)電 樞電 源& 實(shí)際冷態(tài)時(shí)電樞繞組的溫度。(°C)和轉(zhuǎn)矩控制”選擇開(kāi) 關(guān)撥向轉(zhuǎn)矩控制”，” 轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕逆時(shí)針旋到底。(1)按圖1-2接線，檢查電機(jī)導(dǎo)軌和NMEL-13的連接線是否接好，電 動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路接線是否牢靠。(2)將直流電動(dòng)機(jī)電樞電源調(diào)至最小，直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源調(diào)至最大。(3)合上控制屏的漏

8、電保護(hù)器，按次序按下綠色閉合”按鈕開(kāi)關(guān)，分 別使直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源船形開(kāi)關(guān)和直流電動(dòng)機(jī)電樞電源船形開(kāi)關(guān)處于“ON位置，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電源的綠色工作發(fā)光二極管亮， 指示直流電壓已建立，調(diào)節(jié)旋鈕，使電動(dòng)機(jī)電樞電源輸出220V電壓。5調(diào)節(jié)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(1) 分別改變電動(dòng)機(jī)電樞電源和勵(lì)磁電流，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。(2) 調(diào)節(jié)”轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕，改變轉(zhuǎn)矩，注意轉(zhuǎn)矩不要超過(guò)I.IN.m,以上兩種情況可分別觀察轉(zhuǎn)速變化情況。6改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)⒅绷麟妱?dòng)機(jī)電樞電源調(diào)至最小，”轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底,先斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)電樞電源，再斷開(kāi)勵(lì)磁電源，使電動(dòng)機(jī)停機(jī)，將電樞或勵(lì)磁回路的兩端接線對(duì)調(diào)后，再按前述

9、起動(dòng)電機(jī)，觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表的讀數(shù)。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析序號(hào)Um (V)la ( A )R ( Q)Ra平均(Q)Raref ( Q)1Ra11Ra1Ra12Ra132Ra21Ra2Ra22Ra233Ra31Ra3Ra32Ra330C表1-1室溫表中 Ra1= ( Ra1l + Ra12+Ra13)/3Ra2= ( Ra21 + Ra22+Ra23)/3Ra3= ( Ra31 + Ra32+Ra33)/3八、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)1 .直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，須將勵(lì)磁電源調(diào)到最大，先接通勵(lì)磁電源,使勵(lì)磁電流最大，同時(shí)必須將電樞電源調(diào)至最小，然后方可接通電源，使電 動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)，起動(dòng)

10、后，將電樞電源調(diào)至 220V，使電機(jī)正常工作。2直流他勵(lì)電機(jī)停機(jī)時(shí)，必須先切斷電樞電源，然后斷開(kāi)勵(lì)磁電源。同時(shí)，必須將電樞電源調(diào)回最小值，勵(lì)磁電源調(diào)到最大值，給下次起動(dòng)作好 準(zhǔn)備。3測(cè)量前注意儀表的量程及極性，接法。九、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與思考題1如何正確選擇使用儀器儀表，特別是電壓表、電流表的量程。2直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁電源和電樞電源應(yīng)如何調(diào)節(jié)？為什么？若 勵(lì)磁回路斷開(kāi)造成失磁時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？3直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1畫(huà)出直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)的接線圖。2曲線圖應(yīng)用記錄儀器描記出的曲線圖，這些指標(biāo)的變化趨勢(shì)形象生 動(dòng)、直觀明了。- 9 -實(shí)驗(yàn)二 他勵(lì)直流電機(jī)的

11、工作特性與調(diào)速性能測(cè)定、實(shí)驗(yàn)類型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求了解直流電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與任務(wù)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)條件1電機(jī)導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速表2可調(diào)電阻( NMEL-03/4 )3開(kāi)關(guān)板( NMEL-05 )4直流電壓、電流、毫安表5直流電動(dòng)機(jī)電樞電源( NMEL-18/1 )6直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源( NMEL-18/2 )7直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源( NMEL-18/3 )五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式描述了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決于作用在原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的各種轉(zhuǎn)矩。 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在電樞電壓

12、、勵(lì)磁電流、電樞回路電阻為恒值的條件下，即電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系nf (Tem )由電機(jī)的電路原理可得機(jī)械特性的表達(dá)式:UR Tn Ce CeS_emn 0T emno稱為理想空載轉(zhuǎn)速。六、實(shí)驗(yàn)步驟1電動(dòng)及回饋制動(dòng)特性接線圖如圖2-1a。G為直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M為直流發(fā)電機(jī)M01作電動(dòng)機(jī)使用（接成他勵(lì)方式）。M03 (接成他勵(lì)方式),UN=220V, IN=1.1A ,nN=1600r/mi n;直流電壓表V的量程為300V;直流電流表A的量程為5A ；R1用（NMEL-03/4中R2的兩組電阻并聯(lián)再與 R3的兩組電阻并聯(lián)相串 聯(lián)）。開(kāi)關(guān)S1、S2選用NMEL-05

13、B中的雙刀雙擲開(kāi)關(guān)。按圖2-1a接線，在開(kāi)啟電源前，檢查開(kāi)關(guān)、電阻等的設(shè)置;（1）開(kāi)關(guān)S1合向“2端，S2合向“3端0(2) R2阻值至最大位置，直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源、直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源 調(diào)至最大，直流電動(dòng)機(jī)電樞電源調(diào)至最小。(3) 直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源船形開(kāi)關(guān)、直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源船形開(kāi)關(guān)和直流電動(dòng)機(jī)電樞電源船形開(kāi)關(guān)須在斷開(kāi)位置。直發(fā)枷昭遵圖2-1a直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性接線圖直壷復(fù)電機(jī)CS:實(shí)驗(yàn)步驟。a.按次序先按下綠色 閉合”電源開(kāi)關(guān)、再合直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源、直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源船型開(kāi)關(guān)和直流電動(dòng)機(jī)電樞電源船形開(kāi)關(guān)，使直流電動(dòng)機(jī)M 起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)直流電機(jī)電樞電源，使 Un=220伏。b分別調(diào)節(jié)直

14、流電動(dòng)機(jī) M的勵(lì)磁電源，發(fā)電機(jī)G勵(lì)磁電源、負(fù)載電阻Ri,使直流電動(dòng)機(jī) M 的轉(zhuǎn)速 nN=1600r/min, lf+la=lN=0.55A，此時(shí) lf=lfN，記錄此值。c.保持電動(dòng)機(jī)的U=Un=220V, lf=lfN不變，改變Ri及直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源，測(cè)取M在額定負(fù)載至空載范圍的n la，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表2-1 中。d.折掉開(kāi)關(guān)S2的短接線，調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源，使發(fā)電機(jī)G的空 載電壓達(dá)到最大（不超過(guò) 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=Un=220V , If=IfN，把開(kāi)關(guān)S2合向“4”，把Ri 值減小，直至為零。再調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源使勵(lì)磁電

15、流逐漸減小，電動(dòng) 機(jī)M的轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)Ai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)減小直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，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(guò) 2100轉(zhuǎn)/分）。測(cè)取電動(dòng)機(jī)M的n la,共取5-6組數(shù)據(jù)填入表2-2中。因?yàn)門(mén)2=CM）I2,而CM）中為常數(shù)，則T X |2,為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，只要求n=fIa） 特性，見(jiàn)圖 5-2。2.電動(dòng)及反接制動(dòng)特性。接線圖如圖 2-1b。3.能耗制動(dòng)特性接線圖如圖 2-1b, Ri用NMEL-03/4中的R2兩組電阻并聯(lián)，R2用NMEL-03/4中的R3兩組電阻并聯(lián)。操作前，把 S1 合向

16、“1端”，直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源及直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源調(diào)至最大值，直流電動(dòng)機(jī)電源電源調(diào)至最小值，Ri置360, R2置300歐，S2-11合向“4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)直流電動(dòng)機(jī)電樞 電源使U=Un=220伏，調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁使電動(dòng)機(jī) M的lf=lfN，調(diào)節(jié)直流 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源使發(fā)電機(jī) G的lf=80mA，調(diào)節(jié)R2并先使R2阻值減小，使電 機(jī)M的能耗制動(dòng)電流la接近0.4IaN數(shù)據(jù)，記錄于表2-4中。調(diào)節(jié)Ri至180Q,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)取la、n共取6-7組數(shù)據(jù)，記 錄于表2-5中。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=CM&

17、gt;I a,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 (la)來(lái)描述。畫(huà)出以上二條能耗制動(dòng)特此曲線n=f (la)。fM電動(dòng) 機(jī)勵(lì) 破電A直流電朋機(jī)圖2-1b直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性接線圖M直流發(fā)電機(jī)la (A)n (r/min )Un=220 伏|fN =A表2-3|a (A)n (r/min)R2=180 Q|fN =mA七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析la ( A)n (r/min )表2-1Un=220 伏|fN =A表2-2|2 (A)n (r/min)R2=9OO QUn=220VIfN= A|a (A)n (r/min)表2-4R2=36O Q|fN =mA表2-

18、5八、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(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，防止 電阻過(guò)流燒毀熔斷絲。九、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與思考題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。十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出三相繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)運(yùn)行在三種狀態(tài)下的機(jī)械特性。17 -實(shí)驗(yàn)三 單相變壓器空載、短路和負(fù)載實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)類型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1通過(guò)空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定變壓器的變比和參數(shù)。2

19、通過(guò)負(fù)載實(shí)驗(yàn)測(cè)取變壓器的運(yùn)行特性。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與任務(wù)1空載實(shí)驗(yàn)測(cè)取空載特性UO=f(I O)，PO=f(U O)。2短路實(shí)驗(yàn)測(cè)取短路特性UK=f(I K)，PK=f(I) 。3負(fù)載實(shí)驗(yàn)保持 U1=U1N，cos 2=1 的條件下，測(cè)取 U2=f(I2)。四、實(shí)驗(yàn)條件1交流電壓表、電流表、功率、功率因數(shù)表2可調(diào)電阻箱( NMEL-03/4 )3開(kāi)關(guān)( NMEL-05 )4單相變壓器五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段單相變壓器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合大批量的現(xiàn)代化生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品 質(zhì)量和效益。 相同容量的單相變壓器比三相變壓器三相變壓器的供應(yīng)商用鐵 減少 20%，用銅減少 10%。尤其是采用卷鐵芯結(jié)構(gòu)時(shí)，變壓

20、器的空載損耗可下降 15%以上，這將使單相變壓器的制造成本和使用成本同時(shí)下降，從而獲 得最佳的壽命周期成本。六、實(shí)驗(yàn)步驟1空載實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖 3-1。實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器低壓線圈2Ui、2U2接電源，高壓線圈1U1、1U2開(kāi)路。A、 V1、 V 2分別為交流電流表、交流電壓表。其中用一只電壓表，交替觀察變壓器的原、副邊電壓讀數(shù)。W 為功率表，需注意電壓線圈和電流線圈的同名端，避免接錯(cuò)線。a.未上主電源前，將調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到底。并合理選擇各 儀表量程。b合上交流電源總開(kāi)關(guān)，即按下綠色 閉合”開(kāi)關(guān)，順時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋 鈕，使變壓器空載電壓 U0=1.2UN。C.然后，逐次降低電源電壓，在1.

21、20.5Un的范圍內(nèi)；測(cè)取變壓器的U0、 |0、Po,共取67組數(shù)據(jù)，記錄于表3-1中。其中U=Un的點(diǎn)必須測(cè)，并在該 點(diǎn)附近測(cè)的點(diǎn)應(yīng)密些。為了計(jì)算變壓器的變化，在 UN 以下測(cè)取原邊電壓的 同時(shí)測(cè)取副邊電壓，填入表 3-1 中。e.測(cè)量數(shù)據(jù)以后，斷開(kāi)三相電源，以便為下次實(shí)驗(yàn)作好準(zhǔn)備。2. 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.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。b 合上交流電源綠色 閉合”開(kāi)關(guān)，接通交流電源，逐次增加輸入電壓, 直到短路電流等

22、于1.1IN為止。在0.51.1In范圍內(nèi)測(cè)取變壓器的UK、Ik、Pk， 共取67組數(shù)據(jù)記錄于表3-2中，其中IK=|N的點(diǎn)必測(cè)。并記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)周?chē)?環(huán)境溫度（OC ）。3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(guò)開(kāi)關(guān) S接到負(fù)載電阻R上。R選用NMEL-03/4的Ri電阻。開(kāi)關(guān)S采用NMEL-05的雙刀雙擲開(kāi)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)。a.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，S斷開(kāi)，負(fù)載電阻Ui=Un。值調(diào)節(jié)到最大。b合上交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓c在保持Ui=Un的條件下，合下開(kāi)關(guān)S,逐漸增加負(fù)載電流，即減

23、小負(fù)載電阻R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12。d.測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，|2=0和|2=|2N必測(cè),共取數(shù)據(jù)67組，記錄于表3-3中。圖3-3負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖控屛相流涌出 主制三S電輸七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表3-1序號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)U0 (V)I0 (A)PO (W)U1U1。1U2cos 21234567表3-2室溫0 = OC序 號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)u (V)I (A)P (W)cos k123456表3-3序號(hào)1234567U2 (V)I2 (A)COS 2=1 Ui=Un八、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(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.

24、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。九、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與思考題1.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?十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1計(jì)算變比由空載實(shí)驗(yàn)測(cè)取變壓器的原、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 KoK=U1u1 .1U2/U2u1.2u22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 Uo=f(lo), Po=f(Uo), cos o=f(Uo)。式中：cos oPo-#(2)計(jì)算激磁參數(shù)從空載特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于 Uo

25、=Un時(shí)的Io和Po值，并由下式算出激磁參數(shù)rmPolOZmUo1 oXmjzm rm3. 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UK=f(lK)、P K=f(lK)、cos K =f(lK)o(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 Ik=|N時(shí)的UK和PK值，由下式算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度:ZkUk匚KPkXkQZk2 ' 2rK折算到低壓方ZkrK2，XkXkK2由于短路電阻rK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-21 -算到基準(zhǔn)工作溫度750C時(shí)的阻值。rK75oC234.5 75 rK 234.5Z K75 CJrK75 CX K式中:234

26、.5為銅導(dǎo)線的常數(shù)，若用鋁導(dǎo)線常數(shù)應(yīng)改為22 &Uk阻抗電壓100%UKrLTa 100%UnUkxIk = In時(shí)的短路損耗p©1 N rK75 C100%4. 利用空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定的參數(shù)，畫(huà)出被試變壓器折算到低壓方的 “r”型等效電路。5. 變壓器的電壓變化率 AU(1)繪出cos 2=1和外特性曲線U2=f(|2),由特性曲線計(jì)算出I2=I2N時(shí)的電壓變化率AUU 瞠土 100%U 20- 23 -實(shí)驗(yàn)四 三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性、實(shí)驗(yàn)類型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速的方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與任務(wù)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

27、形()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)條件1直流電動(dòng)機(jī)電樞電源( NMEL-18/1 )2電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、矩矩轉(zhuǎn)速測(cè)量組件( NMEL-13 )3交流電壓表、電流表、功率、功率因數(shù)表4可調(diào)電阻箱( NMEL-03/4 )5開(kāi)關(guān)( NMEL-05 )6三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) M047繞線式異步電動(dòng)機(jī) M09五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段三相異步電動(dòng)機(jī)主要有由定子和轉(zhuǎn)子，軸承組成。定子主要由鐵心，三 相繞組，機(jī)座，端蓋組成。定子鐵心一般由 0.350.5 毫米厚表面具有絕緣層 的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的

28、內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子 繞組。三相繞組由三個(gè)在空間互隔 120°電角度、隊(duì)稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞 組連接而成，這些繞組的各個(gè)線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。其作 用是通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。機(jī)座通常為鑄鐵件，大型異步電動(dòng)機(jī) 機(jī)座一般用鋼板焊成，微型電動(dòng)機(jī)的機(jī)座采用鑄鋁件，其作用是固定定子鐵 心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護(hù)、散熱等作用。封閉式電機(jī)的機(jī)座外面 有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開(kāi)有通風(fēng)孔，使電動(dòng) 機(jī)內(nèi)外的空氣可直接對(duì)流，以利于散熱。端蓋主要起固定轉(zhuǎn)子，支撐和防護(hù) 作用。轉(zhuǎn)子主要由鐵心和繞組組成。轉(zhuǎn)子鐵心所用材料與定子一樣，由 0.5

29、毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來(lái)安置 轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來(lái)沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動(dòng)機(jī)（轉(zhuǎn)子直徑 在 300400 毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子繞組 分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。 （ 1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽 中的多根導(dǎo)條和兩個(gè)環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個(gè)繞組的外形像 一個(gè)鼠籠， 故稱籠型繞組。 小型籠型電動(dòng)機(jī)采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組， 對(duì)于 100KW 以上的電動(dòng)機(jī)采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。鼠籠轉(zhuǎn)子分為：阻抗型轉(zhuǎn)子、單 鼠籠型轉(zhuǎn)子、雙鼠籠型轉(zhuǎn)子、深槽式

30、轉(zhuǎn)子幾種，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等特性各有不同。（2）繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個(gè)對(duì)稱的三相繞 組，一般接成星形，三個(gè)出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個(gè)集流環(huán)上，再通過(guò)電刷與外120度電路聯(lián)接。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差 電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電 磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。六、實(shí)驗(yàn)步驟1. 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)試驗(yàn)。按圖4-1接線，電機(jī)繞組為接法。起動(dòng)前，把轉(zhuǎn)矩

31、轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱（NMEL-13 ）中”轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕逆 時(shí)針調(diào)到底， 轉(zhuǎn)速控制”轉(zhuǎn)矩控制”選擇開(kāi)關(guān)撥向 轉(zhuǎn)矩控制”檢查電機(jī) 導(dǎo)軌和NMEL-13的連接是否良好。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(kāi)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(kāi)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。C斷開(kāi)三相交流電源，將調(diào)壓器退到零位。用起子插入測(cè)功機(jī)堵特孔 中，將測(cè)功機(jī)定轉(zhuǎn)子堵住。

32、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(jī)電流達(dá)23 倍額定電流，讀取電壓值UK、電流值IK、轉(zhuǎn)矩值TK，填入表中，注意試驗(yàn) 時(shí)，通電時(shí)間不應(yīng)超過(guò)10秒，以免繞組過(guò)熱。對(duì)應(yīng)于額定電壓的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst和起動(dòng)電流I比按下式計(jì)算:Tst（y）2TKI K式中Ik:起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電流值,Tk:起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值,N.m;1st（仏）IkUk式中Uk：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電壓值,Un：電機(jī)額定電壓，V;2. 星形一一三角形（）起動(dòng)-29 -按圖4-2接線，電壓表、電流表的選擇同前，開(kāi)關(guān)S 選用 NMEL-05 。UAA0IC圖4-2異步電動(dòng)機(jī)星形-三角形起動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線圖主控 制屛 三相電源輸岀a.起動(dòng)前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開(kāi)關(guān)合向右邊（丫）接法。合上電源開(kāi)關(guān)，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓升高至電機(jī)額定電壓Un=220V，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。b.待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，合上電源開(kāi)關(guān)，觀察起動(dòng)瞬間的電流,然后把S合向左邊（接法），電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行，整個(gè)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束，觀察起動(dòng)瞬間電流表的顯示值以與其它起動(dòng)方法作定性比較。3.自耦變壓器降壓起動(dòng)按圖4-1接線。電機(jī)繞組為接法。a.先把調(diào)壓器退到零位，合上電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使輸出電壓達(dá)110伏，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。b待電機(jī)