電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)（第三次修訂）主編:姜宏偉 李健 陳玉國(guó)目 錄第一章、概述1第二章、實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)1第三章、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目6實(shí)驗(yàn)一、單相變壓器實(shí)驗(yàn)6實(shí)驗(yàn)二、直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)10實(shí)驗(yàn)三、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)四、感應(yīng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)差率計(jì)算和Te-s曲線繪制20實(shí)驗(yàn)五、同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)26第四章、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的主要儀器設(shè)備簡(jiǎn)介30第五章、參考文獻(xiàn)30中原工學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化教研室2007年12月24日第一章 概述電機(jī)學(xué)是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握變壓器、直流電機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、同步電機(jī)等四類(lèi)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其起動(dòng)、調(diào)速、運(yùn)行（特性）等方面的知

2、識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)打好必要的基礎(chǔ)。電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)是電機(jī)學(xué)課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中占有重要地位。電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)、研究電機(jī)理論的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，是電機(jī)學(xué)課程的必要組成部分。但電機(jī)實(shí)驗(yàn)應(yīng)側(cè)重于掌握實(shí)驗(yàn)方法和運(yùn)用所學(xué)到的理論知識(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)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的初步能力。該實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)是電機(jī)學(xué)配套教材，依據(jù)中原工學(xué)院電機(jī)學(xué)課程教學(xué)大綱及實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱要求編寫(xiě)，在編寫(xiě)中充分考慮了運(yùn)用電機(jī)理論、掌握電機(jī)性能的要求，更重視實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能方面的培養(yǎng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解并掌握電機(jī)基本實(shí)驗(yàn)的原理和方法，初步掌握對(duì)電機(jī)

3、進(jìn)行一般操作的動(dòng)手能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力。該實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)總共包括五個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，變壓器、直流電機(jī)、同步電機(jī)各一個(gè)，感應(yīng)電機(jī)兩個(gè)，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，應(yīng)掌握變壓器等效電路參數(shù)測(cè)定；掌握直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速方法及運(yùn)行特性的測(cè)定、交流電動(dòng)機(jī)外特性的測(cè)定方法；掌握感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速方法及運(yùn)行特性和等效電路參數(shù)的測(cè)定，以及利用計(jì)算機(jī)對(duì)感應(yīng)電機(jī)Te-s特性和額定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算；掌握同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行、功率調(diào)節(jié)等操作。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)能熟練地掌握電機(jī)的基本實(shí)驗(yàn)方法和操作技能，能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)定，促進(jìn)對(duì)電機(jī)學(xué)課程的學(xué)習(xí)，達(dá)到電機(jī)學(xué)課程教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的基本要求。第二章 實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng)

4、電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法與操作技能。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)設(shè)備擬定實(shí)驗(yàn)線路，選擇所需儀表，確定實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)取所需數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析研究，得出必要結(jié)論，從而完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，必須集中精力，安全、認(rèn)真、及時(shí)做好實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)按實(shí)驗(yàn)過(guò)程提出下列基本要求。一、安全注意事項(xiàng)、切記安全第一為了按時(shí)完成電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)時(shí)人身安全與設(shè)備安全，要嚴(yán)格遵守如下規(guī)定的安全操作規(guī)程：1)每次實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)仔細(xì)閱讀“電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置交流及直流電源操作說(shuō)明”。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)控制臺(tái)電源操作時(shí)，如有拿不準(zhǔn)的地方應(yīng)及時(shí)查閱上述說(shuō)明或詢(xún)問(wèn)指導(dǎo)教師。 2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，人體不可接觸帶電線

5、路。 3)接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進(jìn)行。 4)完成接線或改接線路后必須使組內(nèi)其他同學(xué)引起注意后方可接通電源。實(shí)驗(yàn)中如發(fā)生故障，應(yīng)立即切斷電源，查清問(wèn)題和妥善處理故障后，重新合閘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 5)電機(jī)起動(dòng)時(shí)則應(yīng)先檢查功率表及電流表的電流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免損壞儀表或電源。二、電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置交流及直流電源操作說(shuō)明 實(shí)驗(yàn)中開(kāi)啟及關(guān)閉電源都在控制屏上操作。1開(kāi)啟總電源開(kāi)關(guān)開(kāi)啟總電源前，要檢查電源控制屏下面直流電機(jī)電源的“電樞電源”開(kāi)關(guān)（右下角）及“勵(lì)磁電源”開(kāi)關(guān)（左下角）都須在“關(guān)”斷的位置。控制臺(tái)左側(cè)端面上安裝的交流輸出調(diào)壓器旋鈕必須在零位，即必須將它向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到底。

6、檢查無(wú)誤后開(kāi)啟“電源總開(kāi)關(guān)”。2線路電源控制開(kāi)關(guān)“關(guān)”按鈕紅色指示燈亮，表示實(shí)驗(yàn)裝置的進(jìn)線接到電源，但還不能輸出電壓。此時(shí)在電源輸出端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路接線操作是安全的。按下“開(kāi)”按鈕，“開(kāi)”按鈕綠色指示燈亮，表示三相交流調(diào)壓電源輸出插孔U、V、W及N上已接電；同時(shí)直流電樞電源和勵(lì)磁電源也已經(jīng)接電。3三相交流電源使用：三相交流電壓（三相四線制）有兩種輸出，一種為“三相電網(wǎng)電壓”（不可調(diào)），一種為“三相調(diào)壓電壓”，通過(guò)調(diào)節(jié)控制臺(tái)左側(cè)端面的旋鈕可獲得線電壓0-450V（相電壓0-261V）。電壓大小由控制屏上方的三只交流電壓表指示，當(dāng)電壓表下面左邊的“指示切換”開(kāi)關(guān)撥向“三相電網(wǎng)電壓”時(shí)，它指示三相電網(wǎng)

7、進(jìn)線的線電壓；當(dāng)“指示切換”開(kāi)關(guān)撥向“三相調(diào)壓電壓”時(shí)，它指示三相四線制插孔U、V、W和N輸出端的線電壓。注意：如需關(guān)注電源電壓，也可在適當(dāng)位置接入電壓表；第一次使用交流電源時(shí)，電源電壓應(yīng)從一個(gè)較小值調(diào)節(jié)到使用值。4.直流電機(jī)電源的使用：1）直流電源有三種輸出，分別為a.230V的直流電機(jī)勵(lì)磁電源：電壓不可調(diào)，輸出功率小；b.40-230V的直流電機(jī)電樞電源：電壓可調(diào)，輸出功率大；c.0-240V的同步電機(jī)直流勵(lì)磁電源：電壓可調(diào)，同步電機(jī)專(zhuān)用。直流電源開(kāi)關(guān)操作需在線路控制開(kāi)關(guān)開(kāi)后進(jìn)行操作。勵(lì)磁電源電壓及電樞電源電壓數(shù)值可由電源控制屏下方的1只直流電壓表指示。當(dāng)將該電壓表下方的“指示切換”開(kāi)關(guān)撥

8、向“電樞電壓”時(shí)，指示電樞電源電壓，當(dāng)將它撥向“勵(lì)磁電壓”時(shí)，指示勵(lì)磁電源電壓。注意：如需關(guān)注電源電壓，也可在適當(dāng)位置接入電壓表；第一次使用“電樞電源”時(shí)，電源電壓應(yīng)從一個(gè)較小值調(diào)節(jié)到使用值。電路上“勵(lì)磁電源”與“電樞電源”與“交流三相調(diào)壓電源”等都是經(jīng)過(guò)三相多繞組變壓器隔離的，可獨(dú)立使用。 3）“電樞電源”是采用脈寬調(diào)制型開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，采用了限流延時(shí)的保護(hù)電路。電源在開(kāi)機(jī)時(shí)，從電樞電源開(kāi)合閘到直流電壓輸出約有34秒鐘的延時(shí)。 電樞電源設(shè)有過(guò)壓和過(guò)流指示告警保護(hù)電路。當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷輸出，并告警指示。此時(shí)需要恢復(fù)電壓，必須先將“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)低電壓到正常值（約24

9、0V以下），再按“過(guò)壓復(fù)位”按鈕，即能輸出電壓。當(dāng)負(fù)載電流過(guò)大（即負(fù)載電阻過(guò)?。┏^(guò)3A時(shí)，也會(huì)自動(dòng)切斷輸出，并告警指示，此時(shí)需要恢復(fù)輸出，只要調(diào)小負(fù)載電流（即調(diào)大負(fù)載電阻）即可。有時(shí)候在開(kāi)機(jī)時(shí)出現(xiàn)過(guò)流告警，說(shuō)明在開(kāi)機(jī)時(shí)負(fù)載電流太大，需要降低負(fù)載電流，可在電樞電源輸出端增大負(fù)載電阻或甚至?xí)簳r(shí)拔掉一根導(dǎo)線（空載）開(kāi)機(jī)，待直流輸出電壓正常后，再插回導(dǎo)線加正常負(fù)載（不可短路）工作。4）在做直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)必須先開(kāi)“勵(lì)磁電源”，后開(kāi)“電樞電源”；在停機(jī)時(shí)，則要先關(guān)“電樞電源”而后關(guān)“勵(lì)磁電源”的次序。同時(shí)要注意在電樞電路中串聯(lián)起動(dòng)電阻以防止電源過(guò)流保護(hù)。三、其他設(shè)備及儀表使用情況簡(jiǎn)

10、介紹控制臺(tái)上設(shè)有直流電壓、電流表，交流電壓電流表，功率表，電阻，開(kāi)關(guān)等儀器設(shè)備。儀表在選擇時(shí)應(yīng)注意選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，提高測(cè)量精度，如果量程不夠（?。?，將引起儀表保護(hù)（自動(dòng)切斷電源）。電阻有90及900兩種規(guī)格聯(lián)控電阻器，通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕可調(diào)節(jié)電阻器上滑動(dòng)觸頭位置，通過(guò)適當(dāng)連線，可以得到不同阻值（2R，R，R/2）的可調(diào)或固定電阻。然后對(duì)幾只電阻器進(jìn)行串聯(lián)，即可得到試驗(yàn)中所需要不同阻值的電阻。電阻器原理如圖0-1，幾種常用的連接方法如圖0-2、3、4。圖0-1電阻器調(diào)節(jié)及內(nèi)部接線原理圖圖0-2分壓器電阻接法圖0-3 1800可調(diào)電阻 圖0-4 450可調(diào)電阻四、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備及預(yù)習(xí)報(bào)告 認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)前的

11、準(zhǔn)備工作，對(duì)于培養(yǎng)同學(xué)獨(dú)立工作能力，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是很重要的。 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書(shū)有關(guān)章節(jié)，認(rèn)真研讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),確定實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)項(xiàng)目、電氣接線圖及操作步驟，明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題等，并按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制作記錄表等。實(shí)驗(yàn)前按上述要求獨(dú)立完成預(yù)習(xí)報(bào)告,預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容包括:1.實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)及專(zhuān)業(yè)班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名；2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的電氣接線圖、操作關(guān)鍵步驟、原始數(shù)據(jù)記錄表4.實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)“實(shí)驗(yàn)要求”中對(duì)預(yù)習(xí)報(bào)告另外的要求試驗(yàn)時(shí)應(yīng)提前3-5分鐘進(jìn)入試驗(yàn)室，把預(yù)習(xí)報(bào)告放在控制臺(tái)上，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)為確實(shí)作好了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，并能正確回答指導(dǎo)教師提出的問(wèn)題，然后方

12、可開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)。否則重新進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，并另約時(shí)間進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)順利完成試驗(yàn)，如不能在規(guī)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)完成該試驗(yàn)，與實(shí)驗(yàn)室老師另約時(shí)間完成該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。五、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行 1、建立小組，合理分工每次實(shí)驗(yàn)都以小組為單位進(jìn)行,每組由23人組成，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中的接線、調(diào)節(jié)負(fù)載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應(yīng)有明確的分工，以保證實(shí)驗(yàn)操作協(xié)調(diào)，記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。 2、選擇組件和儀表實(shí)驗(yàn)前先熟悉該次實(shí)驗(yàn)所用的組件，記錄電機(jī)銘牌和選擇儀表量程。注意對(duì)同一電機(jī)的測(cè)量?jī)x表應(yīng)盡量放置在一起，便于監(jiān)控觀察和讀取數(shù)據(jù)。 3、按圖接線 根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡(jiǎn)單明

13、了，接線原則是先接串聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為查找線路方便，每路可用相同顏色的導(dǎo)線或插頭。 4、起動(dòng)電機(jī)，觀察儀表 在正式實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前，先熟悉儀表刻度，并記下儀表刻度的倍率，然后按一定規(guī)范起動(dòng)電機(jī)，觀察所有儀表是否正常(如指針正、反向是否超滿(mǎn)量程等)。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，并排除故障。 5、測(cè)取數(shù)據(jù) 預(yù)習(xí)時(shí)對(duì)電機(jī)的試驗(yàn)方法及所測(cè)數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實(shí)驗(yàn)時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟逐次測(cè)取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄在預(yù)習(xí)報(bào)告中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄表中。一些實(shí)驗(yàn)在測(cè)取數(shù)據(jù)前，可先進(jìn)行一個(gè)完整過(guò)程的調(diào)節(jié)，觀察測(cè)量值的變化情況，以確定合適的測(cè)量區(qū)段。 6、認(rèn)真負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)有始有終實(shí)驗(yàn)完畢，須將數(shù)據(jù)交指導(dǎo)教師審閱。經(jīng)指

14、導(dǎo)教師認(rèn)可在實(shí)驗(yàn)記錄（預(yù)習(xí)報(bào)告）上簽字后，才允許拆線并把實(shí)驗(yàn)所用的組件、導(dǎo)線及儀器等物品整理好。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)報(bào)告是根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和在實(shí)驗(yàn)中觀察和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)自己分析研究或分析討論后寫(xiě)出的心得體會(huì)。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要簡(jiǎn)明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié)論明確。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括以下內(nèi)容： 1、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、專(zhuān)業(yè)班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名、實(shí)驗(yàn)日期。 2、列出實(shí)驗(yàn)中所用儀表及組件，電機(jī)（變壓器）銘牌數(shù)據(jù)(PN、UN、IN、nN)等。3、列出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，簡(jiǎn)述操作步驟及關(guān)鍵，并繪出實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的線路圖，還應(yīng)在線路圖上注明儀表量程，電阻器阻值。簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理。4、按實(shí)驗(yàn)要求對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理（重新列表，并標(biāo)注表名稱(chēng)，單位）和計(jì)算

15、。5、完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)“實(shí)驗(yàn)要求”中對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的另外的要求。 6、按記錄及計(jì)算的數(shù)據(jù)用坐標(biāo)紙畫(huà)出曲線，圖紙尺寸不小于8cm×8cm，曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點(diǎn)仍按實(shí)際數(shù)據(jù)標(biāo)出。曲線應(yīng)標(biāo)注曲線圖名稱(chēng)、坐標(biāo)軸名稱(chēng)、單位及刻度。 7、根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行計(jì)算和分析，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論是否符合。8結(jié)論：對(duì)某些問(wèn)題提出一些自己的見(jiàn)解并最后寫(xiě)出結(jié)論，也可結(jié)合思考題來(lái)總結(jié)。9、每次實(shí)驗(yàn)每人獨(dú)立完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按時(shí)送交指導(dǎo)教師批閱。實(shí)驗(yàn)報(bào)告和預(yù)習(xí)報(bào)告都應(yīng)寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告專(zhuān)用紙上（預(yù)習(xí)報(bào)告可作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分，也即實(shí)驗(yàn)報(bào)告可在預(yù)習(xí)報(bào)告基礎(chǔ)上來(lái)完成），并保持整潔。因?yàn)閷W(xué)號(hào)較亂，因此請(qǐng)

16、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告及作業(yè)上注明個(gè)人在班級(jí)的排列序號(hào)。六、特別注意：實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)報(bào)告缺少一次，即取消該課程成績(jī)，按下學(xué)年重修處理。第三章 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)一 單相變壓器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解掌握變壓器的額定值。2、通過(guò)空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定變壓器的變比和等效電路參數(shù)。3、通過(guò)負(fù)載實(shí)驗(yàn)測(cè)取變壓器的外特性和效率特性。二、實(shí)驗(yàn)屬性本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及器材三相組式變壓器，交流電壓表，交流電流表，瓦特表，可調(diào)電阻，實(shí)驗(yàn)臺(tái)。四、實(shí)驗(yàn)原理1）變壓器等效電路參數(shù)的測(cè)定單相變壓器近似等效電路參數(shù)（圖1-1）,可以通過(guò)空載實(shí)驗(yàn)和短路實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。 圖1-1單相變壓器近似等效電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別測(cè)出空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：空載電壓U

17、N（額定），空載電流I0，空載損耗P0，和短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：短路電流Ik（額定），短路電壓Uk，短路損耗Pk 。即可求出等效電路參數(shù)。，如果實(shí)驗(yàn)是在低壓側(cè)測(cè)量的，則按上式求出的參數(shù)即為歸算到低壓側(cè)的等效電路的參數(shù)，否則為歸算到高壓側(cè)的參數(shù)。2）變壓器外特性和效率特性變壓器一次側(cè)接額定電壓，負(fù)載運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)電壓U2與電流I2之間的函數(shù)關(guān)系U2=f(I2)，稱(chēng)為變壓器的外特性。當(dāng)一次側(cè)電壓為額定、負(fù)載功率因數(shù)cos為常值，從空載到額定負(fù)載時(shí)二次側(cè)電壓的變化率稱(chēng)為變壓器的額定電壓調(diào)整率。變壓器一次側(cè)接額定電壓，負(fù)載運(yùn)行時(shí)，變壓器的效率隨二次側(cè)電流I2變化的關(guān)系曲線，稱(chēng)為變壓器效率特性。變壓器的外特性，

18、額定電壓調(diào)整率和效率特性都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、查看單相變壓器額定值 本實(shí)驗(yàn)選用三相組式變壓器中的一只作為單相變壓器，額定數(shù)據(jù) SN77VA，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。實(shí)際查看并記錄單相變壓器額定容量、一次側(cè)額定電壓、額定電流、二次側(cè)額定電壓、額定電流，填入表1-1。表1-1單相變壓器額定值SN(VA)U1N(V)I1N(A)U2N(V)I2N(A)2、空載實(shí)驗(yàn)1）按圖1-2接線。變壓器的低壓側(cè)接電源，高壓側(cè)開(kāi)路。交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到電壓為零的位置。 圖1-2空載實(shí)驗(yàn)接線圖2）合上交流電源，電源電壓調(diào)節(jié)到55V，測(cè)取變壓器的U0、I0、

19、P0及副方電壓V2。記錄于表1-2中。表1-2：空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)低壓側(cè)接電源3、短路實(shí)驗(yàn) 1）按圖1-3接線。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到電壓為零的位置。圖1-3 短路實(shí)驗(yàn)接線圖2）接通交流電源，逐漸緩慢增加輸入電壓，觀察電流表，直到短路電流等于0.35A 停止，測(cè)取變壓器的Uk、Ik、Pk及環(huán)境溫度。記錄于表1-3中。 表1-3: 短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 室溫 Uk（V）Ik（A）Pk（W）高壓側(cè)接電源4、負(fù)載實(shí)驗(yàn)1）實(shí)驗(yàn)線路如圖1-4所示。變壓器高壓線圈接電源，低壓線圈經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)S1接到負(fù)載電阻RL（兩只900并聯(lián)）上

20、。2）將調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，S1打開(kāi)，RL阻值調(diào)到最大。3）接通交流電源，并調(diào)節(jié)電壓U1=220V。圖1-4 負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖 4）保持U1=220V，合上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（I2=0-1.4A）的范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的輸出電壓U2和電流I2，輸入功率P1和輸出功率P2，共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表1-4中。 5）測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，I2=0（S1打開(kāi)）和I2=I2N=1.4A必測(cè)。 表1-4:負(fù)載實(shí)驗(yàn)記錄表 U1=UN= V序 號(hào)1234567U2（V）I2（A）P1（W）P2（W）六、實(shí)驗(yàn)要求1）預(yù)習(xí)單相變壓器等效電路和運(yùn)行特性等有關(guān)章節(jié)內(nèi)容，

21、思考下列問(wèn)題：a.變壓器一次及二次側(cè)的額定電壓和額定電流是否相同，有什么規(guī)律？ b.畫(huà)出變壓器近似等效電路。變壓器的空載和短路實(shí)驗(yàn)分別有什么目的？c.什么是變壓器的外特性和效率特性？2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)a.在變壓器實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。b.空載實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意變壓器接電源側(cè)的額定電壓值，實(shí)際電壓不能大于額定電壓。c.短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意變壓器測(cè)量側(cè)的額定電流值，實(shí)際電流不能大于額定電流。測(cè)量時(shí)操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化較大。d.負(fù)載實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意變壓器接電源側(cè)的額定電壓值和測(cè)量側(cè)的額定電流值。e. 電流表盡量使用數(shù)字表。3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)處理要求a.根

22、據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算該變壓器歸算到變壓器高壓側(cè)的近似等效電路激磁參數(shù)（要求計(jì)算過(guò)程）。b.畫(huà)出變壓器近似等效電路，并在該電路上標(biāo)出對(duì)應(yīng)參數(shù)值。c.繪制變壓器電阻性負(fù)載時(shí)的外特性、效率特性，并從外特性上計(jì)算變壓器電阻性負(fù)載時(shí)的額定電壓調(diào)整率。d.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)二直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的接線、起動(dòng)、改變轉(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。2、掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)取直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的固有及人為機(jī)械特性。二、實(shí)驗(yàn)屬性本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及器材校正直流測(cè)功機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)，直流電壓、毫安、電流表，可調(diào)電阻器，實(shí)驗(yàn)臺(tái)。四、實(shí)驗(yàn)原理1）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)：勵(lì)磁回路由單獨(dú)電源供電，和電

23、樞回路互不相聯(lián)。2）直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的基本要求：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大，起動(dòng)電流要小，起動(dòng)設(shè)備要簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)可靠。起動(dòng)的基本方法有：直接起動(dòng)（這里不用），電樞回路串電阻起動(dòng)和降壓起動(dòng)三種方式。3）當(dāng)改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路電源極性或改變電樞回路電源極性時(shí)，可以改變直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。4）直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有：a 電樞控制，即調(diào)節(jié)電樞電壓或在電樞回路中接入調(diào)速電阻；b 磁場(chǎng)控制，即調(diào)節(jié)勵(lì)磁回路中的電組，改變勵(lì)磁電流的大小，可改變磁場(chǎng)大小。5）直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性：U=UN，勵(lì)磁回路電阻等于常值時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系n=f(Te)成為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性，也稱(chēng)為機(jī)械特性。機(jī)械機(jī)械特性可用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)測(cè)取。

24、a.直接測(cè)量直流電動(dòng)機(jī)電樞電阻R。 b.電動(dòng)機(jī)正常接線，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)后，起動(dòng)電阻調(diào)到最小，調(diào)節(jié)電樞電壓等于UN，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)負(fù)載、并配合調(diào)節(jié)勵(lì)磁電阻Rf和勵(lì)磁電流，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定運(yùn)行狀態(tài)（n=nN,Ia=IN）,記錄電動(dòng)機(jī)電樞電壓UN，轉(zhuǎn)速nN,電樞電流IN等數(shù)據(jù)。根據(jù)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電壓方程：U=Ea+Is*R+2Us，2Us為正負(fù)一對(duì)電刷上的接觸壓降，2Us=2V。計(jì)算電動(dòng)勢(shì)：Ea=UN-IN*R-2 即可計(jì)算出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)該勵(lì)磁電流下的c. 保持勵(lì)磁電源電壓和勵(lì)磁回路電阻Rf不變，忽略電樞反應(yīng)的去磁作用時(shí)，則不變，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)負(fù)載大小，并測(cè)量電樞電樞電流Ia及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n， 然后可計(jì)算出電磁轉(zhuǎn)矩大小

25、：d. U=UN，Rc=0，If=IfN時(shí)測(cè)得的機(jī)械特性一般稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性，不滿(mǎn)足上述三個(gè)條件情況下測(cè)得的機(jī)械特性一般稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)人為機(jī)械特性。五、實(shí)驗(yàn)步驟1.用歐姆表直接測(cè)直流電動(dòng)機(jī)電樞的直流電阻R，并記錄。2. 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)（步驟）圖21 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖1）按圖2-1接線。圖中M為直流電動(dòng)機(jī)，MG為測(cè)功機(jī)，M與MG之間虛線表示同軸相聯(lián)。起動(dòng)電阻Rc調(diào)到阻值最大，勵(lì)磁電阻Rf調(diào)到最小，第一次起動(dòng)時(shí)將電樞電源旋扭調(diào)至較小位置。2）開(kāi)啟總電源。然后順序合上勵(lì)磁電源和電樞電源。 3）調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源電壓為220伏。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，然后減小起動(dòng)電阻Rc阻值，直至最小，電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行

26、。3. 調(diào)節(jié)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 分別改變電樞電源電壓U（<UN）、電阻Rc和Rf，觀察并記錄轉(zhuǎn)速變化規(guī)律。4. 改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向關(guān)斷電源，分別將電樞或勵(lì)磁繞組兩端的接線對(duì)調(diào)，再按他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)步驟起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，觀察并記錄電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向。5.直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性圖22：直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性接線圖1）按圖2-2接線。直流電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為：PN=80W，UN=220V，IN=0.5A,nN=1500r/min。直流測(cè)功機(jī)MG按他勵(lì)發(fā)電機(jī)連接，在此作為直流電動(dòng)機(jī)M的負(fù)載。RL電阻值調(diào)到最大。 2）按起動(dòng)步驟起動(dòng)電動(dòng)機(jī)M。調(diào)節(jié)電樞電源的電壓（V1）為220V，Rc調(diào)至零。3

27、）合上開(kāi)關(guān)S，同時(shí)配合調(diào)節(jié)（減小）負(fù)載電阻RL和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電阻Rf，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定運(yùn)行狀態(tài)：U（V1）UN，I（A1）IN，nnN。此時(shí)M的勵(lì)磁電流If即為電動(dòng)機(jī)額定勵(lì)磁電流IfN。在以后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，保持Rf不變，即保持勵(lì)磁電流IfN不變(則Ce近似不變)。4）保持V1UN，Rf不變的條件下，逐次減小電動(dòng)機(jī)負(fù)載（增大電阻RL）。測(cè)取電動(dòng)機(jī)電樞輸入電流Ia（A1），轉(zhuǎn)速n。共取數(shù)據(jù)7-10組，記錄于表2-1中。注意：最后一定測(cè)量一組S斷開(kāi)（即電動(dòng)機(jī)空載時(shí)）的數(shù)據(jù)。表2-1:固有機(jī)械特性 V1UNV Rc=0 A2=IfN=mA 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)12345678910Ia（A）n（r/min）計(jì)

28、算數(shù)據(jù)Te（N·m）6.直流電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性： 1）在固有機(jī)械特性接線不動(dòng)情況下，保持電樞電源電壓（220V）不變，保持勵(lì)磁回路串電阻Rf不變，把電樞回路電阻調(diào)到最大，重新起動(dòng)電動(dòng)機(jī)（先合勵(lì)磁后合電樞），電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，調(diào)節(jié)電樞回路所串電阻Rc到1/2位置（目測(cè)），并保持在此位置，進(jìn)行下面項(xiàng)目。2）調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL，使電動(dòng)機(jī)電樞電流Ia（A1）=IN。3）逐次增大負(fù)載電阻RL，減小電動(dòng)機(jī)負(fù)載，測(cè)取電動(dòng)機(jī)電樞輸入電流Ia（A1），轉(zhuǎn)速n，電樞電壓Ua（V2）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-2中。注意：最后一定測(cè)量一組S斷開(kāi)（即電動(dòng)機(jī)空載時(shí)）的數(shù)據(jù)。表2-2:人為機(jī)械特性 V1UNV

29、 Rc= A2=IfN=mA 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)12345678910Ia（A）n（r/min）計(jì)算數(shù)據(jù)Te（N·m）六、實(shí)驗(yàn)要求1）預(yù)習(xí)直流電機(jī)內(nèi)容，思考以下問(wèn)題：a.直流電動(dòng)機(jī)有哪些起動(dòng)方法，利用電樞回路串電阻的方法時(shí)，起動(dòng)前該電阻應(yīng)調(diào)到什么位置，起動(dòng)后調(diào)節(jié)到什么位置？b. 分別對(duì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停車(chē)兩種情況，說(shuō)明直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路開(kāi)關(guān)和電樞回路開(kāi)關(guān)的操作順序。c.什么是電動(dòng)機(jī)的額定運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)量固有機(jī)械特性時(shí)，如何調(diào)節(jié)，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定運(yùn)行狀態(tài)？d.什么是直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性？勵(lì)磁電流不變時(shí)，電樞電流與電磁轉(zhuǎn)矩間是什么關(guān)系？e.請(qǐng)說(shuō)明在本實(shí)驗(yàn)中，增大負(fù)載電阻值，電動(dòng)機(jī)負(fù)

30、載是增大還是減小的？2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)a.直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，須將勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻Rf調(diào)至最小(特殊要求除外)，先接通勵(lì)磁電源,使勵(lì)磁電流最大，同時(shí)必須將電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻Rc調(diào)至最大，然后方可接通電樞電源。使電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)。起動(dòng)后，將起動(dòng)電阻Rc調(diào)至零，使電機(jī)正常工作。b.直流他勵(lì)電動(dòng)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)必須將電樞串聯(lián)的起動(dòng)電阻Rc調(diào)回到最大值，勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻Rf調(diào)回到最小值(特殊要求除外)。給下次起動(dòng)作好準(zhǔn)備。c.測(cè)量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。d.做機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL時(shí)，注意觀察直流電動(dòng)機(jī)電樞電流Ia大小，短時(shí)間運(yùn)

31、行不可超過(guò)1.2IN，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不可超過(guò)IN。3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)處理要求a.把電樞電阻按下式換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的電樞繞組電阻值： 式中Raref 換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)電樞繞組電阻。（）。 Ra電樞繞組的實(shí)際冷態(tài)電阻。（）。ref 基準(zhǔn)工作溫度，對(duì)于E級(jí)絕緣為75 。a實(shí)際冷態(tài)時(shí)電樞繞組的溫度。（）b.根據(jù)表2-1額定運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，求Ce,并根據(jù)表2-1和表2-2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算對(duì)應(yīng)各個(gè)轉(zhuǎn)速下的電磁轉(zhuǎn)矩。列出計(jì)算Ce的過(guò)程。c在同一張圖上繪制該直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性。說(shuō)明當(dāng)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。d.結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，負(fù)載一定時(shí)，當(dāng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓U、電樞回

32、路串電阻Rc和勵(lì)磁回路串電阻Rf發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速分別如何變化。e.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)三 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法。2、 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的空載、堵轉(zhuǎn)方法測(cè)定三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。3、通過(guò)實(shí)驗(yàn)熟悉三相繞線式電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。4、通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)屬性本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及器材三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，交流電壓、電流表，功率表，三相可調(diào)電阻器，直流測(cè)功機(jī)，直流電壓、電流、毫安表，可調(diào)電阻，實(shí)驗(yàn)臺(tái)。 四、實(shí)驗(yàn)原理1、繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一般使用在在轉(zhuǎn)子中接入起動(dòng)電阻的方法來(lái)起動(dòng)，

33、不僅使起動(dòng)電流減小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也可增大。此外還可以使用降低定子電壓的方法來(lái)起動(dòng)。2、異步電動(dòng)機(jī)等效電路參數(shù)的測(cè)定三相異步電動(dòng)機(jī)T型等效電路參數(shù)（圖3-1）,可以通過(guò)空載實(shí)驗(yàn)和短路（堵轉(zhuǎn)）實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。 圖3-1異步電動(dòng)機(jī)T型等效電路 a.實(shí)驗(yàn)時(shí)直接測(cè)得每相電阻值R1c，此值為實(shí)際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室溫。換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的定子繞組相電阻：式中R1 換算到基準(zhǔn)工作溫度75時(shí)定子繞組的相電阻，；R1c 定子繞組的實(shí)際冷態(tài)相電阻，；ref 基準(zhǔn)工作溫度 ，對(duì)于E級(jí)絕緣為75；c 實(shí)際冷態(tài)時(shí)定子繞組的溫度，；b.由短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求短路參數(shù)(三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子側(cè)為Y接時(shí))短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，使電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)電

34、壓，測(cè)取當(dāng)I=IN時(shí)的線電壓UkL,線電流IkL，和短路損耗Pk（這里使用單功率表測(cè)量損耗方法，三相功率等于三倍功率表讀數(shù)）。短路阻抗： 短路電阻： 短路電抗： 式中Uk,Ik電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)的相電壓，相電流。 轉(zhuǎn)子電阻的折合值：，式中R1是折合到75時(shí)的值。 定、轉(zhuǎn)子漏抗：c由空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)求激磁回路參數(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，使電動(dòng)機(jī)不接任何負(fù)載，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電壓，從1.1UN0.3UN范圍內(nèi)測(cè)量計(jì)算三相空載損耗P0和相電流I0。繪制關(guān)系，近似為一直線，延伸此直線與縱軸相交，則交點(diǎn)縱坐標(biāo)即是電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗Pmec。圖3-2 電機(jī)中鐵耗和機(jī)械耗取U=UN時(shí)空載線電壓U0L、空載線電流I0L和空載損耗P0數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算

35、。額定電壓時(shí)的鐵耗:PFe=Po-Pmec激磁電阻: 空載電阻：空載阻抗：空載電抗：式中U0，I0為電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的相電壓、相電流。則激磁電抗：3、繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入三相對(duì)稱(chēng)電阻，運(yùn)行時(shí)改變電阻可以改變轉(zhuǎn)速。4、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：電源為額定電壓和額定頻率情況下，轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩Te之間的關(guān)系n=f(Te)。5、工作特性：在額定電壓和額定頻率下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n，電磁轉(zhuǎn)矩Te，定子電流I1，功率因數(shù)cos1及效率與輸出功率P2的關(guān)系曲線n,Te,I1, cos1, =f(P2)。6、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性可以用空載和負(fù)載實(shí)驗(yàn)的方法確定?？蛰d實(shí)驗(yàn)測(cè)出電動(dòng)機(jī)額定電壓時(shí)的鐵耗pFe

36、，機(jī)械損耗pmec和定子電阻 R1。7、負(fù)載實(shí)驗(yàn)是在在電源電壓U1=UN，頻率為額定條件下，改變電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，分別記錄下不同負(fù)載下定子的輸入功率P1，定子電流I1和轉(zhuǎn)速n,由此計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的輸出功率，功率因數(shù)，電磁功率和效率等值，得到電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性。這里假設(shè)定子按Y接法，使用單功率表測(cè)量損耗方法（三相功率為單只功率表讀數(shù)3倍），測(cè)量計(jì)算三相輸入功率P1；根據(jù)線電壓U1和線電流I1，可分別求出對(duì)應(yīng)相值，。則：轉(zhuǎn)差率： 定子銅損耗：電磁功率： 電磁轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)子銅損耗： 雜散損耗：p=電動(dòng)機(jī)輸出三相功率:P2=Pe-Pcu2-pmec- p效率：功率因數(shù)：(也可按功率表的cos1讀數(shù))數(shù)據(jù)

37、處理時(shí)可使用表格方法,如表3-1：表3-1：數(shù)據(jù)處理表格1234567I1P1nsPcu1PePcu2PP2cos1五、實(shí)驗(yàn)步驟1. 使用歐姆表直接測(cè)量一相定子繞組的冷態(tài)直流電阻，并記錄。 2.繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)及調(diào)速圖3-3感應(yīng)電動(dòng)機(jī)接線按圖3-3接線，電動(dòng)機(jī)采用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，Y聯(lián)結(jié)。圖中儀表為交流，分別按下述兩種方法起動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。a.把可調(diào)電阻調(diào)到最小位置，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，使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。并使電機(jī)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(shí)，必須切斷電源)。繼續(xù)升高電壓到UN，保持電動(dòng)機(jī)在額定電壓下空載運(yùn)行1-2分鐘。b.切

38、斷電源，保持交流調(diào)壓器手柄位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)三相可調(diào)電阻到最大位置，合上電源，起動(dòng)電機(jī)，并調(diào)節(jié)可調(diào)電阻到最小位置，使電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行1-2分鐘。電機(jī)起動(dòng)后，分別改變電源電壓及改變轉(zhuǎn)子串電阻，觀察并記錄電機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況。3.空載實(shí)驗(yàn) 1) 按圖3-3接線不變。重新起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻到最小位置，保持電動(dòng)機(jī)在額定電壓下空載運(yùn)行數(shù)分鐘，使機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行試驗(yàn)。2) 調(diào)節(jié)電壓到1.1UN。3）由1.1UN開(kāi)始逐漸降低電壓，在(1.10.3)UN范圍內(nèi)，讀取空載電壓、空載電流、空載功率。 4) 在測(cè)取空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，在額定電壓附近多測(cè)幾點(diǎn)，共取數(shù)據(jù)68 組記錄于表3-2中。如果電壓降低時(shí)，轉(zhuǎn)速顯著降

39、低，則該數(shù)據(jù)舍棄。表3-2:感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)123456789U0L(V)I0L(A)W1(W) 4.短路實(shí)驗(yàn)1)斷開(kāi)交流電源，按圖3-3接線不變。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻到最小位置。2)調(diào)壓器手柄退至零，合上交流電源，緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓，觀察電流表，當(dāng)短路電流等于額定電流IN時(shí)停止。讀取短路電壓、短路電流、短路功率。期間電動(dòng)機(jī)應(yīng)一直保持不轉(zhuǎn)，如果發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，可采取措施固定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸，如用手捏住電動(dòng)機(jī)軸（此方法僅限于小型號(hào)感應(yīng)電機(jī)短路實(shí)驗(yàn)）或其他方法，使電動(dòng)機(jī)不動(dòng)。5繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載試驗(yàn)1）按圖3-4接線，三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)接線不變，測(cè)功機(jī)MG這里為發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式，作為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載，M與MG

40、同軸相聯(lián)。電阻Rf采用D42上1800電阻（串聯(lián)），RL采用D42上1800阻值加上900并聯(lián)900共2250阻值。圖3-4:感應(yīng)電動(dòng)機(jī)接線2) S斷開(kāi)情況下，起動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電源電壓為額定，三相可調(diào)電阻到最小位置。3）勵(lì)磁電阻Rf調(diào)到1800，RL調(diào)到最大位置，合上開(kāi)關(guān)S。4) 調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL（注：先調(diào)節(jié)1800電阻，調(diào)至零值后用導(dǎo)線短接該1800電阻,再調(diào)節(jié)450電阻。目的：電阻額定電流較小，避免燒毀），使異步電動(dòng)機(jī)的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.2IN。5) 從這負(fù)載開(kāi)始，逐漸減小負(fù)載（電阻RL增大方向。增大電阻時(shí)，先增加并聯(lián)電阻，然后斷開(kāi)1800電阻短接線，繼續(xù)

41、增大串聯(lián)電阻。）直至空載（S斷開(kāi)點(diǎn)必測(cè)量），在這范圍內(nèi)讀取異步電動(dòng)機(jī)的定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)。共取數(shù)據(jù)68組記錄于表3-3中。 表3-3：負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) U1=V12345678I1(A)W(W)n(r/min)六、實(shí)驗(yàn)要求1）預(yù)習(xí)感應(yīng)電機(jī)內(nèi)容，思考以下問(wèn)題：a.三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)有哪些起動(dòng)方法？b.三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)Y接法時(shí)，如果測(cè)量的是線電壓和線電流，及單相功率，那么相電壓、相電流和三相功率如何計(jì)算。c.感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行時(shí)輸入功率是如何進(jìn)行分配的，在堵轉(zhuǎn)時(shí)其輸入功率又是如何分配的？ d.什么是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性？e.實(shí)驗(yàn)測(cè)量電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性時(shí)，都需要哪些數(shù)據(jù)？如何

42、取得？2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)a.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)首先觀察并記錄感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)。b.測(cè)電動(dòng)機(jī)電阻時(shí)使用直流表，空載和短路實(shí)驗(yàn)時(shí)使用交流表，注意選擇好量程。c.堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)量速度要快。d.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)首先觀察并記錄感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)。e.感應(yīng)電動(dòng)機(jī)側(cè)選擇交流儀表，直流測(cè)功機(jī)側(cè)選擇直流儀表，注意選擇好量程。fN附近，測(cè)量速度要快。g.如何使用瓦特表測(cè)量功率？3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)處理要求a. 根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行整理，繪制曲線，并從區(qū)線上查出電動(dòng)機(jī)機(jī)械損耗和額定時(shí)的鐵損PFe。c.根據(jù)空載和短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的T型等效電路參數(shù)（列出計(jì)算過(guò)程），并繪制T型等效電路，在電路上標(biāo)出對(duì)應(yīng)參數(shù)值。d.

43、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算相關(guān)參數(shù)，把計(jì)算結(jié)果填入表3-1中。并列出對(duì)應(yīng)額定電流數(shù)據(jù)的計(jì)算過(guò)程。e.繪制機(jī)械特性和工作特性曲線。（機(jī)械特性繪制一個(gè)圖，轉(zhuǎn)速特性和定子電流特性繪制在一個(gè)圖上，效率特性、功率因數(shù)特性和轉(zhuǎn)矩特性繪制在一個(gè)圖上）e. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)四、感應(yīng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)差率計(jì)算和Te-s曲線繪制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 已知感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)和額定功率，計(jì)算額定轉(zhuǎn)差率。2. 改變轉(zhuǎn)子電阻，繪制Te-s曲線。二、實(shí)驗(yàn)屬性 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及器材個(gè)人計(jì)算機(jī)及matlab軟件。四、matlab程序基礎(chǔ)1. matlab啟動(dòng) 2.matlab界面命令窗口 圖4-1：matlab主界面3命令

44、窗口中可輸入matlab指令（輸入一行，執(zhí)行一行），并顯示運(yùn)算結(jié)果。matlab基本數(shù)學(xué)運(yùn)算方法與C語(yǔ)言基本相同。直接輸入某變量，則可顯示該變量的值。結(jié)果顯示輸入指令圖4-2：基本數(shù)學(xué)運(yùn)算 圖4-3：復(fù)數(shù)運(yùn)算4matlab中可直接進(jìn)行復(fù)數(shù)運(yùn)算，復(fù)數(shù)的表示方式a=2+3ib=2+(3/2)*ic=a/b5matlab程序編制窗口在命令窗口中輸入EDIT并回車(chē)，即可打開(kāi)程序編制窗口。圖4-4：程序編制窗口在程序編制窗口中編制程序，然后賦名存盤(pán)。在命令窗口中輸入存盤(pán)文件名，即可執(zhí)行該程序。6數(shù)組基本使用方法與C語(yǔ)言相似。7if分支：有兩種基本形式if (關(guān)系運(yùn)算表達(dá)式)matlab語(yǔ)句endif (

45、關(guān)系運(yùn)算表達(dá)式)matlab語(yǔ)句elsematlab語(yǔ)句end8.循環(huán)：有兩種基本形式while (表達(dá)式)matlab語(yǔ)句endfor index=start:increment:end %循環(huán)變量起始值:步進(jìn)值:終止值matlab語(yǔ)句end當(dāng)increment(步進(jìn)值)為+1時(shí)可省略。例：求sum=1+2+100sum=0for i=1:100sum=sum+iend9.Matlab繪圖plot(x數(shù)組，y數(shù)組，圖形顏色)例如：繪制正弦線，在matlab中,pi代表。for i=1:1:100x(i)=i*pi/100y(i)=sin(x(i) %sin函數(shù)endplot(x,y,'

46、;red')圖4-5：圖形顯示窗口如果想把兩次繪制圖形顯示在一個(gè)窗口中，可使用hold on固定圖形窗口命令。五、實(shí)驗(yàn)原理1.一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的T型等效電路如圖4-6：圖4-6 感應(yīng)電機(jī)等效電路圖 圖4-7 Te與S關(guān)系曲線圖電流電流電磁功率 輸出功率P2=（1-s）Pe-p上述為復(fù)數(shù)運(yùn)算。s稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率，電磁功率Pe與轉(zhuǎn)差率之間函數(shù)曲線關(guān)系如圖4-7，電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率sms0。已知額定電壓U=400V2.電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的電磁功率P2=10000W，求額定狀態(tài)下的轉(zhuǎn)差率sN，smsN0。該問(wèn)題無(wú)法直接求出s值，可使用試探法：假定一個(gè)s數(shù)值，然后按步驟計(jì)算P2,如果計(jì)算值P2100

47、00W，則說(shuō)明假定s為正確，否則重新假定s，重復(fù)上述步驟。3.提高假定s時(shí)，也可用中間插值法（優(yōu)化方法）。根據(jù)題意，smsN0，可先定義解的區(qū)間下限s1=0，上限s2=sm，s取中值進(jìn)行試探計(jì)算：代入上式求出和P2,把P2與PN比較，然后縮小解的區(qū)間。If P2 > PN Then s2 = sS1不變ElseP2 < PN s1 = sS1不變圖4-3 縮小解區(qū)間原理End If即當(dāng)P2>PN時(shí)，說(shuō)明s>sN，sN應(yīng)在s與s1之間，上界應(yīng)設(shè)為s，下界不變。否則，sN應(yīng)在s2與s之間，上界不變，下界應(yīng)設(shè)為s。然后給定一個(gè)精度=0.0001，再判斷，|P2-PN|<

48、是否成立，若成立，則s就是額定狀態(tài)下的轉(zhuǎn)差率s，如果不成立，返回重新跌代進(jìn)行計(jì)算及進(jìn)行上述步驟計(jì)算并判斷，直到滿(mǎn)足要求為止。迭代程序程序使用While循環(huán)語(yǔ)句。五、編制程序 1.啟動(dòng)matlab，熟悉matlab的基本用法。 2.打開(kāi)程序編制窗口，編制試探程序。%后為程序注釋部分，該部分不執(zhí)行。;的作用:語(yǔ)句后不帶;,語(yǔ)句計(jì)算結(jié)果顯示在命令窗口,帶;,則計(jì)算結(jié)果不顯示.u1=380;r1=1.33;rm=7;r2=1.12;%電阻x1=2.43;xm=90;x2=4.4;%電抗ep=200;%p s=? 假設(shè)的s值在命令窗口中變化輸入 z1=r1+x1*i;%阻抗(復(fù)數(shù))計(jì)算z2=r2/s+x

49、2*i;zm=rm+xm*i;zz=z1+(zm*z2)/(zm+z2); %總阻抗   i1=u1/zz;%I1i2=abs(i1*zm/(zm+z2);%求I2的模pe=3*i22*r2/s; %電磁功率p2=(1-s)*pe-ep%輸出功率,不帶;,顯示計(jì)算結(jié)果     3.編制繪圖程序。u1=380;%基本參數(shù)r1=1.33;rm=7;%r2=?1.12; R2值在命令窗口中變化輸入x1=2.43;xm=90;x2=4.4;ep=200;om=2*pi*1500/60;%機(jī)械角速度f(wàn)or kkk= 1:10

50、00 s(kkk)=kkk*.001; z1=r1+x1*i; z2=r2/s(kkk)+x2*i; zm=rm+xm*i; zz=z1+(zm*z2)/(zm+z2); i1=u1/zz; i2=abs(i1*zm/(zm+z2);%有效值 pe=3*i22*r2/s(kkk); %電磁功率 te(kkk)=pe/om;%電磁轉(zhuǎn)矩endplot(s,te,'red');%紅色繪圖hold on%固定圖形4.賦名保存上述程序，文件名即可執(zhí)行程序名。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1調(diào)試試探程序（例5-3）：在命令窗口輸入s=試探值，然后輸入試探程序名，執(zhí)行試探程序，在命令窗口中觀察P2數(shù)值，看與實(shí)

51、際的P2是否相等（誤差可控制在0-100W），如不相等，可繼續(xù)試探，直到相等為止。把過(guò)程中的s值和P2值記錄下來(lái)。2調(diào)試?yán)L圖程序（例5-3）：在命令窗口輸入R2=值，然后執(zhí)行繪圖程序，在彈出的圖形窗口觀察并記錄電機(jī)的Te-s曲線。改變R2值，重復(fù)繪圖程序。3.根據(jù)電機(jī)學(xué)習(xí)題中參數(shù)對(duì)程序中數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)改變（具體參數(shù)如表1），然后按上述步驟調(diào)試運(yùn)行程序。表1：電機(jī)參數(shù)U線聯(lián)結(jié)R1X1R2X2RmXmpP2例5-33801.332.431.124.4790100+10010000題5-143800.7151.740.4163.036.275139+32017000題5-20380Y0.2280.55

52、0.2240.75018.5350+250+5%PN17000六、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)C語(yǔ)言基本運(yùn)算指令，數(shù)組和循環(huán)結(jié)構(gòu)的使用方法。熟悉指導(dǎo)書(shū)中matlab基本用法。2復(fù)習(xí)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)Te-s曲線，及額定轉(zhuǎn)差率的計(jì)算方法。3閱讀指導(dǎo)書(shū)中程序編制部分，獨(dú)立寫(xiě)出程序代碼，熟悉各部分功能。4.在預(yù)習(xí)報(bào)告中列出電機(jī)學(xué)例5-3，習(xí)題5-14和5-20中感應(yīng)電機(jī)的有關(guān)參數(shù)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1列出額定轉(zhuǎn)差率的計(jì)算步驟（公式）及程序代碼。2整理有關(guān)原始數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果（s和P2及計(jì)算誤差），Te-s曲線。3簡(jiǎn)單介紹程序執(zhí)行情況，說(shuō)明在上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)際遇到的問(wèn)題及你是如何解決的。4根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)五 同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)