電機實驗指導書2010版

1、一緒論1、DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)實驗裝置交直流電源操作說明實驗中開啟及關(guān)閉電源都在控制屏上操作。開啟三相交流電源的步驟為：1）開啟電源前。要檢查控制屏下面“直流電機電源”的“電樞電源”開關(guān)（右下角）及“勵磁電源”開關(guān)（左下角）都須在“關(guān)”斷的位置?？刂破磷髠?cè)端面上安裝的調(diào)壓器旋鈕必須在零位，即必須將它向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底。2）檢查無誤后開啟“電源總開關(guān)”，“關(guān)”按鈕指示燈亮，表示實驗裝置的進線接到電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進行實驗電路接線操作是安全的。3）按下“開”按鈕，“開”按鈕指示燈亮，表示三相交流調(diào)壓電源輸出插孔U、V、W及N上已接電。實驗電路所需的不同大小的交流電壓

2、，都可適當旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕用導線從這三相四線制插孔中取得。輸出線電壓為0-450V（可調(diào)）并可由控制屏上方的三只交流電壓表指示。當電壓表下面左邊的“指示切換”開關(guān)撥向“三相電網(wǎng)電壓”時，它指示三相電網(wǎng)進線的線電壓；當“指示切換”開關(guān)撥向“三相調(diào)壓電壓”時，它指示三相四線制插孔U、V、W和N輸出端的線電壓。4）實驗中如果需要改接線路，必須按下“關(guān)”按鈕以切斷交流電源，保證實驗操作安全。實驗完畢，還需關(guān)斷“電源總開關(guān)”，并將控制屏左側(cè)端面上安裝的調(diào)壓器旋鈕調(diào)回到零位。將“直流電機電源”的“電樞電源”開關(guān)及“勵磁電源”開關(guān)撥回到“關(guān)”斷位置。開啟直流電機電源的操作：1）直流電源是由交流電源變換而來，開

3、啟“直流電機電源”，必須先完成開啟交流電源，即開啟“電源總開關(guān)”并按下“開”按鈕。2）在此之后，接通“勵磁電源”開關(guān)，可獲得約為220V、0.5A不可調(diào)的直流電壓輸出。接通“電樞電源”開關(guān)，可獲得40230V、3A可調(diào)節(jié)的直流電壓輸出。勵磁電源電壓及電樞電源電壓都可由控制屏下方的1只直流電壓表指示。當將該電壓表下方的“指示切換”開關(guān)撥向“電樞電壓”時，指示電樞電源電壓，當將它撥向“勵磁電壓”時，指示勵磁電源電壓。但在電路上“勵磁電源”與“電樞電源”，“直流電機電源”與“交流三相調(diào)壓電源”都是經(jīng)過三相多繞組變壓器隔離的，可獨立使用。3）“電樞電源”是采用脈寬調(diào)制型開關(guān)式穩(wěn)壓電源，輸入端接有濾波用

4、的大電容，為了不使過大的充電電流損壞電源電路，采用了限流延時的保護電路。所以本電源在開機時，從電樞電源開合閘到直流電壓輸出約有34秒鐘的延時，這是正常的。4）電樞電源設有過壓和過流指示告警保護電路。當輸出電壓出現(xiàn)過壓時，會自動切斷輸出，并告警指示。此時需要恢復電壓，必須先將“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)低電壓到正常值（約240V以下），再按“過壓復位”按鈕，即能輸出電壓。當負載電流過大（即負載電阻過小）超過3A時，也會自動切斷輸出，并告警指示，此時需要恢復輸出，只要調(diào)小負載電流（即調(diào)大負載電阻）即可。有時候在開機時出現(xiàn)過流告警，說明在開機時負載電流太大，需要降低負載電流，可在電樞電源輸出端增大負

5、載電阻或甚至暫時拔掉一根導線（空載）開機，待直流輸出電壓正常后，再插回導線加正常負載（不可短路）工作。若在空載時開機仍發(fā)生過流告警，這是由于氣溫或濕度明顯變化，造成光電耦合器TIL117漏電使過流保護起控點改變所致，一般經(jīng)過空載開機（即開啟交流電源后，再開啟“電樞電源”開關(guān)）予熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復正常。所有這些操作到直流電壓輸出都有34秒鐘的延時。5）在做直流電動機實驗時，要注意開機時須先開“勵磁電源”，后開“電樞電源”；在關(guān)機時，則要先關(guān)“電樞電源”而后關(guān)“勵磁電源”的次序。同時要注意在電樞電路中串聯(lián)起動電阻以防止電源過流保護。具體操作要嚴格遵照實驗指導書中有關(guān)內(nèi)容的說明。2、電機

6、與拖動實驗的基本要求和安全操作規(guī)程一、實驗的基本要求：電機與拖動實驗課的目的在于培養(yǎng)學生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學生學會根據(jù)實驗目的，實驗內(nèi)容及實驗設備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數(shù)據(jù)，進行分析研究，得出必要結(jié)論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認真做好實驗?，F(xiàn)按實驗過程提出下列基本要求：、實驗前的準備實驗前應復習教材有關(guān)章節(jié)，認真研讀實驗指導書,了解實驗目的、 項目、方法與步驟，明確實驗過程中應注意的問題(有些內(nèi)容可到實驗室對照實驗裝置預習，如熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等)，并按照實驗項目準備相關(guān)記錄表格等。實驗前應寫好預習報告,經(jīng)指

7、導教師檢查認為確實作好了實驗前的準備，方可開始做實驗。認真作好實驗前的準備工作，對于培養(yǎng)同學獨立工作能力，提高實驗質(zhì)量和保護實驗設備都是很重要的。、實驗的進行 1）、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進行,每組由23人組成，實驗進行中的接線、調(diào)節(jié)負載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應有明確的分工，以保證實驗操作過程協(xié)調(diào)，記錄數(shù)據(jù)準確可靠。 2）、選擇組件和儀表實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄電機銘牌和選擇儀表量程，然后依次排列組件和儀表便于測取數(shù)據(jù)。 3）、按圖接線 根據(jù)實驗線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，按接線原則是先接串聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為查找線路方

8、便，每路可用相同顏色的導線或插頭。 4）、起動電機，觀察儀表 在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度，并記下倍率，然后按一定規(guī)范起動電機，觀察所有儀表是否正常(如指針正、反向、是否超量程等)。如果出現(xiàn)異常，應立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。 5）、測取數(shù)據(jù) 預習時對電機的試驗方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實驗時,根據(jù)實驗步驟逐次測取數(shù)據(jù)。6）、認真負責，實驗有始有終 實驗完畢，須將數(shù)據(jù)交指導教師審閱。經(jīng)指導教師認可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導線及儀器等物品整理好。、實驗報告 實驗報告是根據(jù)實測數(shù)據(jù)和在實驗中觀察和發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過自己分析研究或分析討論后寫出

9、的心得體會。 實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié)論明確。 實驗報告包括以下內(nèi)容： 1) 實驗名稱、專業(yè)班級、學號、姓名、實驗日期、室溫。 2) 列出實驗中所用組件的名稱及編號，電機銘牌數(shù)據(jù)(PN、UN、IN、nN）等。 3) 列出實驗項目并繪出實驗時所用的線路圖，并注明儀表量程，電阻器阻值，電源端編號等。 4) 數(shù)據(jù)的整理和計算 5) 按記錄及計算的數(shù)據(jù)用坐標紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于8cm8cm，曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點仍按實際數(shù)據(jù)標出。 6) 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進行計算和分析，說明實驗結(jié)果與理論是否符合，可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結(jié)論。實驗報告應

10、寫在一定規(guī)格的報告紙上，保持整潔。 7) 每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導教師批閱。二、實驗安全操作規(guī)程：為了按時完成電機及拖動實驗，確保實驗時人身安全與設備安全，要嚴格遵守如下規(guī)定的安全操作規(guī)程：1） 實驗時，人體不可接觸帶電線路。2） 接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進行。3） 學生獨立完成接線或改接線路后必須經(jīng)指導教師檢查和允許，并使組內(nèi)其他同學引起注意后方可接通電源。實驗中如出現(xiàn)意外，發(fā)生電路事故，應立即切斷電源，經(jīng)查清問題和妥善處理故障后，才能繼續(xù)進行實驗。4） 電機如直接起動則應先檢查功率表及電流表的電流量程是否符合要求，有沒有短路回路存在，以免損壞儀表或電源。5） 總

11、電源或?qū)嶒炁_控制屏上的電源接通應由實驗指導人員來控制，其他人只能由指導人員允許后方可操作，不得自行合閘。二 實驗內(nèi)容實驗1 單相變壓器實驗一、實驗目的1、通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數(shù)。 2、通過負載實驗測取變壓器的運行特性。二、預習要點 1、變壓器的空載和短路實驗有什么特點？實驗中電源電壓一般加在哪一方較合適？ 2、在空載和短路實驗中，各種儀表應怎樣聯(lián)接才能使測量誤差最小？ 3、如何用實驗方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。三、實驗項目 1、空載實驗 測取空載特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cos0=f(U0)。 2、短路實驗 測取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK),

12、cosK=f(IK)。 3、負載實驗 （1）純電阻負載 保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。 （2）阻感性負載保持U1=UN，cos2=0.8的條件下，測取U2=f(I2)。四、實驗方法1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D51波形測試及開關(guān)板1件2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ11、D42圖1-1 空載實驗接線圖 3、空載實驗 1）在三相調(diào)壓交流電源斷電的條件下，按圖1-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ1

13、1中的一只作為單相變壓器，其額定容量 PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源，高壓線圈A、X開路。2）選好所有電表量程。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底，即將其調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3）合上交流電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，便接通了三相交流電源。調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1.2UN ，然后逐次降低電源電壓，在1.20.2UN 的范圍內(nèi)，測取變壓器的U0、I0、P0。 4）測取數(shù)據(jù)時，U=UN點必須測，并在該點附近測的點較密，共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表1-1中。 5）為了計算變壓器的變比，在UN

14、以下測取原邊電壓的同時測出副邊電壓數(shù)據(jù)也記錄于表1-1中。 表1-1序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos04、短路實驗 1）按下控制屏上的“關(guān)”按鈕，切斷三相調(diào)壓交流電源，按圖1-2接線（以后每次改接線路，都要關(guān)斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。圖1-2 短路實驗接線圖2）選好所有電表量程，將交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3）接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN 為止，在(0.21.1)IN范圍內(nèi)測取變壓器的UK、IK、PK。 4）測取數(shù)據(jù)時，IK=IN點必須測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表1-2中。實驗時記

15、下周圍環(huán)境溫度()。 表1-2 室溫序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UK（V）IK（A）PK（W）cosK 5、負載實驗實驗線路如圖1-3所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S1和S2，接到負載電阻RL和電抗XL上。RL選用D42上900加上900共1800阻值，XL選用D43，功率因數(shù)表選用D34-3，開關(guān)S1和S2選用D51掛箱。圖1-3 負載實驗接線圖（1）純電阻負載 1）將調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，S1、S2打開，負載電阻值調(diào)到最大。 2）接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=UN。 3）保持U1=UN，合上S1，逐漸增加負載電流，即減小負載電阻RL的值

16、，從空載到額定負載的范圍內(nèi)，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。 4）測取數(shù)據(jù)時，I2=0和I2=I2N=0.35A必測，共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表1-3中。表1-3 cos2=1 U1=UN=V序 號U2（V）I2（A）（2）阻感性負載（cos2=0.8） 1）用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負載，S1、S2打開，電阻及電抗值調(diào)至最大。 2）接通交流電源，升高電源電壓至U1=U1N。 3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cos2=0.8條件下，逐漸增加負載電流，從空載到額定負載的范圍內(nèi)，測取變壓器U2和I2。 4）測取數(shù)據(jù)時，其I2=0及I2=I2N兩點必測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表1

17、-4中。表1-4 cos2=0.8 U1=UN=V序 號U2（V）I2（A）五、注意事項1、在變壓器實驗中，應注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。 2、短路實驗操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。六、實驗報告 1、計算變比 由空載實驗所測變壓器原副邊電壓的數(shù)據(jù)，分別計算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。K=UAX/Uax 2、繪出空載特性曲線和計算激磁參數(shù) （1）繪出空載特性曲線U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。式中： （2）計算激磁參數(shù) 從空載特性曲線上查出對應于U0=UN時的I0和P0值，并由下列各式算出激磁參數(shù)：3、繪出短路特性曲線和計算短路參

18、數(shù) （1）繪出短路特性曲線UK=f(IK)、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。 （2）計算短路參數(shù) 從短路特性曲線上查出對應于短路電流IK=IN時的UK和PK值，由下式算出實驗環(huán)境溫度為()時的短路參數(shù)。折算到低壓邊：由于短路電阻rK隨溫度變化，因此，算出的短路電阻應按國家標準換算到基準工作溫度75時的阻值。式中：234.5為銅導線的常數(shù),若用鋁導線常數(shù)應改為228。計算短路電壓(阻抗電壓)百分數(shù)：IK=IN時短路損耗PKN= IN2rK75。 4、利用空載和短路實驗測定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓邊的“T”型等效電路。 5、變壓器的電壓變化率（1）繪出cos2=1和cos2=0.8

19、兩條外特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計算出I2=I2N 時的電壓變化率： （2）根據(jù)實驗求出的參數(shù)，算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8時的電壓變化率U。將兩種計算結(jié)果進行比較,并分析不同性質(zhì)的負載對變壓器輸出電壓U2的影響。 6、繪出被試變壓器的效率特性曲線(1)用間接法算出cos2=0.8不同負載電流時的變壓器效率,記錄于表1-5中。 ,式中： PKN為變壓器IK=IN時的短路損耗(W)； P0為變壓器U0=UN時的空載損耗(W)；為副邊電流標么值。 表1-5 cos2=0.8 P0=W PKN=WI*2P2(W)0.20.40.60.81.01.2(2)由

20、計算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線=f(I*2)。(3)計算被試變壓器=max時的負載系數(shù)m。實驗2 單相變壓器并聯(lián)運行實驗一、實驗目的 1、學習變壓器投入并聯(lián)運行的方法。 2、研究并聯(lián)運行時阻抗電壓對負載分配的影響。二、預習要點 1、單相變壓器并聯(lián)運行的條件。 2、如何驗證兩臺變壓器具有相同的極性。若極性不同，并聯(lián)會產(chǎn)生什么后果。 3、阻抗電壓對負載分配的影響。三、實驗項目 1、將兩臺單相變壓器投入并聯(lián)運行。 2、阻抗電壓相等的兩臺單相變壓器并聯(lián)運行，研究其負載分配情況。 3、阻抗電壓不相等的兩臺單相變壓器并聯(lián)運行，研究其負載分配情況。四、實驗線路和操作步驟 1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1D

21、33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3DJ11三相組式變壓器1件4D41三相可調(diào)電阻器1件5D51波形測試及開關(guān)板1件2、屏上排列順序 D33、D32、DJ11、D41、D51圖2-1 單相變壓器并聯(lián)運行接線圖實驗線路如圖2-1所示。圖中單相變壓器1、2選用三相組式變壓器DJ11中任意兩臺，變壓器的高壓繞組并聯(lián)接電源，低壓繞組經(jīng)開關(guān)S1并聯(lián)后，再由開關(guān)S3接負載電阻RL。由于負載電流較大，RL可采用并串聯(lián)接法(選用D41的90與90并聯(lián)再與180串聯(lián)，共225阻值)的變阻器。為了人為地改變變壓器2的阻抗電壓，在其副方串入電阻R(選用D41的90與90并聯(lián)的變阻器)。3、兩臺單相變壓器空載投

22、入并聯(lián)運行步驟。(1) 檢查變壓器的變比和極性。 1) 將開關(guān)S1、S3打開，合上開關(guān)S2。 2) 接通電源，調(diào)節(jié)變壓器輸入電壓至額定值,測出兩臺變壓器副方電壓U1a1x和U2a2x若U1a1x=U2a2x，則兩臺變壓器的變比相等，即K1=K2。 3) 測出兩臺變壓器副方的1a與2a端點之間的電壓U1a2a，若U1a2a=U1a1x-U2a2x，則首端1a與2a為同極性端，反之為異極性端。(2) 投入并聯(lián) 檢查兩臺變壓器的變比相等和極性相同后，合上開關(guān)S1，即投入并聯(lián)。若K1與K2不是嚴格相等，將會產(chǎn)生環(huán)流。 4、阻抗電壓相等的兩臺單相變壓器并聯(lián)運行。 1) 投入并聯(lián)后，合上負載開關(guān)S3。 2

23、) 在保持原方額定電壓不變的情況下，逐次增加負載電流，直至其中一臺變壓器的輸出電流達到額定電流為止。3) 測取I、I1、I2，共取數(shù)據(jù)45組記錄于表2-1中。表2-1I1(A)I2(A)I(A)5、阻抗電壓不相等的兩臺單相變壓器并聯(lián)運行。 打開短路開關(guān)S2，變壓器2的副方串入電阻R，R數(shù)值可根據(jù)需要調(diào)節(jié)（一般取5-10之間），重復前面實驗測出I、I1、I2，共取數(shù)據(jù)56組記錄于表2-2中。表 2-2I1(A)I2(A)I(A)五、實驗報告 1、根據(jù)實驗(2)的數(shù)據(jù)，畫出負載分配曲線I1=f(I)及I2=f(I)。 2、根據(jù)實驗(3)的數(shù)據(jù)，畫出負載分配曲線I1=f(I)及I2=f(I)。 3、

24、分析實驗中阻抗電壓對負載分配的影響。實驗3 三相鼠籠異步電動機的工作特性一、實驗目的1、掌握三相異步電動機的空載、堵轉(zhuǎn)和負載試驗的方法。2、用直接負載法測取三相鼠籠式異步電動機的工作特性。3、測定三相鼠籠式異步電動機的參數(shù)。二、預習要點1、異步電動機的工作特性指哪些特性？2、異步電動機的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么？3、工作特性和參數(shù)的測定方法。三、實驗項目1、空載實驗。2、短路實驗。3、負載實驗。四、實驗方法1、實驗設備 序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1件2DJ23校正過的直流電機1件3DJ16三相鼠籠異步電動機1件4D33交流電壓表1件5D32交流電

25、流表1件6D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件7D31直流電壓、毫安、安培表1件8D42三相可調(diào)電阻器1件9D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51 三相鼠籠式異步電機的組件編號為DJ16。3、空載實驗 1) 按圖3-1接線。電機繞組為接法(UN=220V)，直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接，負載電機DJ23不接。 2) 把交流調(diào)壓器調(diào)至電壓最小位置，接通電源，逐漸升高電壓，使電機起動旋轉(zhuǎn)，觀察電機旋轉(zhuǎn)方向。并使電機旋轉(zhuǎn)方向符合要求( 如轉(zhuǎn)向不符合要求需調(diào)整相序時，必須切斷電源)。3) 保持電動機在額定電壓下空載運行數(shù)分鐘，使機械損耗達到

26、穩(wěn)定后再進行試驗。圖3-1 三相鼠籠式異步電動機試驗接線圖 4) 調(diào)節(jié)電壓由1.2倍額定電壓開始逐漸降低電壓，直至電流或功率顯著增大為止。在這范圍內(nèi)讀取空載電壓、空載電流、空載功率。 5) 在測取空載實驗數(shù)據(jù)時，在額定電壓附近多測幾點，共取數(shù)據(jù)79 組記錄于表3-1中。 表3-1序號U0L（V）I0L（A）P0（W）cos0UABUBCUCAU0LIAIBICI0LPPP04、短路實驗 1) 測量接線圖同圖3-1。用制動工具把三相電機堵住。制動工具可用DD05上的圓盤固定在電機軸上，螺桿裝在圓盤上。 2) 調(diào)壓器退至零，合上交流電源， 調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至短路電流到1.2倍額定電流，再逐漸

27、降壓至0.3倍額定電流為止。 3) 在這范圍內(nèi)讀取短路電壓、短路電流、短路功率。表 3-2序號UKL（V）IKL（A）PK（W）cosKUABUBCUCAUKLIAIBICIKLPPPK 4) 共取數(shù)據(jù)56組記錄于表3-2中。5、負載實驗 1) 測量接線圖同圖3-1。同軸聯(lián)接負載電機。圖中Rf用D42上1800阻值，RL用D42上1800阻值加上900并聯(lián)900共2250阻值。 2) 合上交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至額定電壓并保持不變。 3) 合上校正過的直流電機的勵磁電源，調(diào)節(jié)勵磁電流至校正值( 50mA 或100mA)并保持不變。 4) 調(diào)節(jié)負載電阻RL（注：先調(diào)節(jié)1800電阻，調(diào)至

28、零值后用導線短接再調(diào)節(jié)450電阻），使異步電動機的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。 5) 從這負載開始，逐漸減小負載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動機的定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速、直流電機的負載電流IF等數(shù)據(jù)。 6) 共取數(shù)據(jù)89組記錄于表3-3中。表3-3 U1=U1N=220V（） If=mA序號I1L（A）P1（W）IF(A)T2(Nm)n(r/min)IAIBICI1LPPP1五、實驗報告 1、計算基準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。按下式換算到基準工作溫度時的定子繞組相電阻：式中1ref 換算到基準工作溫度時定子

29、繞組的相電阻，；1c定子繞組的實際冷態(tài)相電阻，；ref基準工作溫度 ，對于E級絕緣為75；c實際冷態(tài)時定子繞組的溫度，； 2、作空載特性曲線：I0L、P0、cos0=f(U0L) 3、作短路特性曲線：IKL、PK=f(UKL) 4、由空載、短路實驗數(shù)據(jù)求異步電機的等效電路參數(shù)。 (1) 由短路實驗數(shù)據(jù)求短路參數(shù) 短路阻抗： 短路電阻： 短路電抗： 式中 ，PK電動機堵轉(zhuǎn)時的相電壓，相電流，三相短路功率（接法）。轉(zhuǎn)子電阻的折合值：式中r1C是沒有折合到75時實際值。 定、轉(zhuǎn)子漏抗： (2) 由空載試驗數(shù)據(jù)求激磁回路參數(shù) 空載阻抗 空載電阻空載電抗 式中，P0電動機空載時的相電壓、相電流、三相空載

30、功率（接法）。 激磁電抗 激磁電阻 式中PFe為額定電壓時的鐵耗，由圖3-2確定。圖3-2 電機中鐵耗和機械耗5、作工作特性曲線P1、I1、S、cos1=f(P2)。 由負載試驗數(shù)據(jù)計算工作特性，填入表3-4中。表3-4 U1=220V() If = mA序號電動機輸入電動機輸出計 算 值(A)P1(W)T2(Nm)n(r/min)P2(W)S(%)(%)cos1計算公式為：式中定子繞組相電流，A；定子繞組相電壓，V； S轉(zhuǎn)差率；效率。 6、由損耗分析法求額定負載時的效率電動機的損耗有： 鐵 耗： PFe 機械損耗： Pmec 定子銅耗： 轉(zhuǎn)子銅耗： 雜散損耗Pad取為額定負載時輸入功率的0.

31、5%。 式中 Pem電磁功率，W； 鐵耗和機械損耗之和為：為了分離鐵耗和機械損耗，作曲線 ，如圖4-4。 延長曲線的直線部分與縱軸相交于K點，K點的縱座標即為電動機的機械損耗Pmec，過K點作平行于橫軸的直線，可得不同電壓的鐵耗PFe。 電機的總損耗 于是求得額定負載時的效率為：式中P1、S、I1由工作特性曲線上對應于P2為額定功率PN時查得。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？實驗4 三相異步電動機的起動與調(diào)速一、實驗

32、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(shù)指標。 2、復習異步電動機的調(diào)速方法。三、實驗項目 1、直接起動 2、星形三角形(Y-)換接起動。 3、自耦變壓器起動。 4、線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動。 5、線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速。四、實驗方法1、 實驗設備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1件2DJ16三相鼠籠異步電動機1件3DJ17三相線繞式異步電動機1件4DJ23校正過的直流電機1件5D31直流電壓、毫安、安培表1件6D32交流電流表1件7D33交流電壓表1件8D51波形測

33、試及開關(guān)板1件9DJ17-1起動與調(diào)速電阻箱1件2、屏上掛件排列順序 D33、D32、D51、D31、D333、三相鼠籠式異步電機直接起動試驗 圖4-1 異步電動機直接起動 1) 按圖4-1接線。電機繞組為接法。異步電動機直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接，不聯(lián)接負載電機DJ23。 2) 把交流調(diào)壓器退到零位，開啟電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，接通三相交流電源。 3) 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(zhuǎn)，(如電機旋轉(zhuǎn)方向不符合要求需調(diào)整相序時，必須按下“關(guān)”按鈕，切斷三相交流電源)。 4)再按下“關(guān)”按鈕，斷開三相交流電源，待電動機停止旋轉(zhuǎn)后，按下“開”按鈕，接通三相交流電源，使

34、電機全壓起動，觀察電機起動瞬間電流值(按指針式電流表偏轉(zhuǎn)的最大位置所對應的讀數(shù)值定性計量)。 4、星形三角形(Y-)起動圖4-2 三相鼠籠式異步電機星形三角形起動 1) 按圖4-2接線。線接好后把調(diào)壓器退到零位。 2) 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)壓器使升壓至電機額定電壓220伏，打開電源開關(guān)，待電機停轉(zhuǎn)。3) 合上電源開關(guān)，觀察起動瞬間電流，然后把S合向左邊，使電機()正常運行，整個起動過程結(jié)束。觀察起動瞬間電流表的顯示值以與其它起動方法作定性比較。 5、自耦變壓器起動。1) 按圖4-3接線。電機繞組為接法。 2) 三相調(diào)壓器退到零位，開關(guān)S合向左邊。 3) 合上

35、電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓達電機額定電壓220伏，斷開電源開關(guān)，待電機停轉(zhuǎn)。4) 開關(guān)S合向右邊，合上電源開關(guān)，使電機降壓起動( 自耦變壓器抽頭輸出電壓分別為電源電壓的40%、60%和80%，因沒有自耦變壓器，可通過調(diào)節(jié)電源電壓獲得需要的電壓大小)并經(jīng)一定時間再把S合向左邊，使電機按額定電壓正常運行，整個起動過程結(jié)束。 觀察起動瞬間電流以作定性的比較。圖4-3 三相鼠籠式異步電動機自耦變壓器法起動 6、線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動電機定子繞組Y形接法圖4-4 線繞式異步電機轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動 1) 按圖4-4接線。 2) 轉(zhuǎn)子每相串入的電阻可用DJ17-1起動與調(diào)速電阻箱。

36、3) 調(diào)壓器退到零位。 4) 接通交流電源，調(diào)節(jié)輸出電壓(觀察電機轉(zhuǎn)向應符合要求)，在定子電壓為180伏，轉(zhuǎn)子繞組分別串入不同電阻值時，測取定子電流和轉(zhuǎn)矩。 5) 試驗時通電時間不應超過10秒以免繞組過熱。數(shù)據(jù)記入表4-1中。 表4-1Rst()02515F(N)Ist(A)Tst(Nm)7、線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速 1) 實驗線路圖同圖4-4。同軸聯(lián)接校正直流電機MG作為線繞式異步電動機M的負載，MG的實驗電路參考圖7-1左接線。電路接好后，將M的轉(zhuǎn)子附加電阻調(diào)至最大。 2) 合上電源開關(guān)，電機空載起動， 保持調(diào)壓器的輸出電壓為電機額定電壓220伏，轉(zhuǎn)子附加電阻調(diào)至零。 3

37、) 調(diào)節(jié)校正電機的勵磁電流If為校正值(100mA或50mA)，再調(diào)節(jié)直流測功機負載電流，使電動機輸出功率接近額定功率并保持這輸出轉(zhuǎn)矩T2不變，改變轉(zhuǎn)子附加電阻(每相附加電阻分別為0、2、5、15)， 測相應的轉(zhuǎn)速記錄于表4-2中。 表 4-2 U=220V If=mA T2=Nmrst()02515n(r/min)五、實驗報告 1、比較異步電動機不同起動方法的優(yōu)缺點。 2、由起動試驗數(shù)據(jù)求下述三種情況下的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩： (1) 外施額定電壓UN。(直接法起動) (2) 外施電壓為 。(Y-起動) (3) 外施電壓為UK/KA,式中KA為起動用自耦變壓器的變比。(自耦變壓器起動)。 3、

38、線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對起動電流和起動轉(zhuǎn)矩的影響。 4、線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對電機轉(zhuǎn)速的影響。六、思考題 1、起動電流和外施電壓成正比，起動轉(zhuǎn)矩和外施電壓的平方成正比在什么情況下才能成立？ 2、起動時的實際情況和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？實驗5 三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性一、實驗目的 了解三相線繞式異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。二、預習要點 1、如何利用現(xiàn)有設備測定三相線繞式異步電動機的機械特性。 2、測定各種運行狀態(tài)下的機械特性應注意哪些問題。 3、如何根據(jù)所測出的數(shù)據(jù)計算被試電機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。三、實驗項目 1、測定三

39、相線繞式轉(zhuǎn)子異步電動機在RS=0時，電動運行狀態(tài)和再生發(fā)電制動狀態(tài)下的機械特性。 2、測定三相線繞轉(zhuǎn)子異步電動機在RS=36時，測定電動狀態(tài)與反接制動狀態(tài)下的機械特性。 3、RS=36，定子繞組加直流勵磁電流I1=0.6IN及IN時，分別測定能耗制動狀態(tài)下的機械特性。四、實驗方法 1、實驗設備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1件2DJ23校正直流測功機1件3DJ17三相線繞式異步電動機1件4D31直流電壓、毫安、安培表2件5D32交流電流表1件6D33交流電壓表1件 7D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件8D41三相可調(diào)電阻器1件9D42三相可調(diào)電阻器1件10D4

40、4可調(diào)電阻器、電容器1件11D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D33、D32、D34-3、D51、D31、D44、D42、D41、D31 3、RS=0時的電動及再生發(fā)電制動狀態(tài)下的機械特性。 圖5-1 三相線繞轉(zhuǎn)子異步電動機機械特性的接線圖 （1）按圖5-1接線，圖中M用編號為DJ17的三相線繞式異步電動機，額定電壓：220V,Y接法。MG用編號為DJ23的校正直流測功機。S1、S2、S3選用D51掛箱上的對應開關(guān)，并將S1合向左邊1端，S2合在左邊短接端（即線繞式電機轉(zhuǎn)子短路），S3合在2位置。R1選用D44的180阻值加上D42上四只900串聯(lián)再加兩只900并聯(lián)共4230阻

41、值，R2選用D44上1800阻值，RS選用D41上三組45可調(diào)電阻(每組為90與90并聯(lián))，并用萬用表調(diào)定在36阻值，R3暫不接。直流電表A2、A4的量程為5A，A3量程為200mA，V2的量程為1000V，交流電表V1的量程為150V，A1量程為2.5A。轉(zhuǎn)速表n置正向1800r/min量程。 (2) 確定S1合在左邊1端，S2合在左邊短接端，S3合在2位置，M的定子繞組接成星形的情況下。把R1、R2阻值置最大位置，將控制屏左側(cè)三相調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋到底，即把輸出電壓調(diào)到零。 (3) 檢查控制屏下方“直流電機電源”的“勵磁電源”開關(guān)及“電樞電源”開關(guān)都須在斷開位置。接通三相調(diào)壓“電源總

42、開關(guān)”，按下“開”按鈕，旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕使三相交流電壓慢慢升高，觀察電機轉(zhuǎn)向是否符合要求。若符合要求則升高到U=110V，并在以后實驗中保持不變。接通“勵磁電源” ，調(diào)節(jié)R2阻值，使A3表為100mA并保持不變。 （4）接通控制屏右下方的“電樞電源”開關(guān)，在開關(guān)S3的2端測量電機MG的輸出電壓的極性，先使其極性與S3開關(guān)1端的電樞電源相反。在R1阻值為最大的條件下將S3合向1位置。 （5）調(diào)節(jié)“電樞電源”輸出電壓或R1阻值，使電動機從接近于堵轉(zhuǎn)到接近于空載狀態(tài)，其間測取電機MG的Ua、Ia、n及電動機M的交流電流表A1的I1值，共取8-9組數(shù)據(jù)錄于表5-1中。 表5-1 U=110V RS=0

43、If=mAUa(V)Ia(A)n(r/min)I1(A) （6）當電動機接近空載而轉(zhuǎn)速不能調(diào)高時，將S3合向2位置，調(diào)換MG電樞極性（在開關(guān)S3 的兩端換）使其與“電樞電源”同極性。調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓值使其與MG電壓值接近相等，將S3合至1端。保持M端三相交流電壓U=110V，減小R1阻值直至短路位置（注：D42上6只900阻值調(diào)至短路后應用導線短接）。升高“電樞電源”電壓或增大R2阻值（減小電機MG的勵磁電流）使電動機M的轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速n0而進入回饋制動狀態(tài)，在1700r/minn0范圍內(nèi)測取電機MG的Ua、Ia、n及電動機M的定子電流I1值，共取6-7組數(shù)據(jù)記錄于表5-2中。表5- 2

44、 U=110V RS=0Ua(V)Ia(A)n(r/min)I1(A) 4、RS=36時的電動及反轉(zhuǎn)性狀態(tài)下的機械特性 （1）開關(guān)S2合向右端36端。開關(guān)S3撥向2端，把MG電樞接到S3上的兩個接線端對調(diào)，以便使MG輸出極性和“電樞電源”輸出極性相反。把電阻R1、R2調(diào)至最大。 （2）保持電壓U=110V不變，調(diào)節(jié)R2阻值，使A3表為100mA。調(diào)節(jié)“電樞電源”的輸出電壓為最小位置。在開關(guān)S3的2 端檢查MG電壓極性須與1 的“電樞電源”極性相反?？上扔涗洿藭rMG的Ua、Ia值，將S3合向1端與“電樞電源”接通。測量此時電機MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值，減小R1阻值（先調(diào)D42上四個9

45、00串聯(lián)的電阻）或調(diào)高“電樞電源”輸出電壓使電動機M的n下降，直至n為零。把轉(zhuǎn)速表置反向位置，并把R1的D42上四個900串聯(lián)電阻調(diào)至零值位置后應用導線短接，繼續(xù)減小R1阻值或調(diào)高電樞電壓使電機反向運轉(zhuǎn)。直至n為-1300r/min為止，在該范圍內(nèi)測取電機MG的Ua，Ia，n及A1表的I1值。共取11-12組記錄于表5-3中。 （3）停機（先將S3合至2 端，關(guān)斷“電樞電源”再關(guān)斷“勵磁電源”，調(diào)壓器調(diào)至零位，按下“關(guān)”按鈕）。表5-3 U=110V RS=36If =mAUa(V)Ia(A)n(r/min)I1(A)5、能耗制動狀態(tài)下的機械特性 （1）確認在“停機”狀態(tài)下。把開關(guān)S1合向右邊2端，S2合向右端（RS仍保持36不變），S3合向左邊2端， R1用D44上180阻值并調(diào)至最大，R2用D42上1800阻值并調(diào)至最大，R3用D42上900與900并聯(lián)再加上900與900并聯(lián)共900