電機與電力拖動實驗指導書

1、資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除電機及電力拖動技術實驗指導書自動化實驗室編河北工程大學教務處（二七年）1 / 15資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除實驗安全操作規(guī)程為了順利完成實驗任務，確保人身安全與設備安全，實驗者要遵守如下規(guī)定：1、接線、拆線或多處改接線路時要切斷電源.實驗中確需帶電更改少量線路時，可用一只手操作，一次拔插一根線，不可雙手同時接觸線路。任何時候人體都不得接觸導線裸漏部分等可能帶電的部件。2、完成接線或改接線路后要經(jīng)指導教師檢查，并使周圍同學注意后方可接通電源。3、實驗中如發(fā)生事故，應立即切斷電源，并妥善處理.4、實驗室總電源開關

2、的閉合由實驗指導人員操作，其他人員允許分閘但不得合閘。5、實驗中電動機高速旋轉，要謹防衣服、圍巾和頭發(fā)等卷入其中造成人身傷害。資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除實驗一直流電動機各種運轉狀態(tài)的機械特性測試一、實驗目的掌握用實驗方法測定他勵直流電動機各種運行狀態(tài)下機械特性的方法。二、預習要點（1） .改變直流電動機機械特性有哪些方法。（2） .直流電動機在什么情況下,從電動運行狀態(tài)進入回饋制動狀態(tài).直流電動機回饋制動時，能量傳遞關系，電勢平衡方程式以及機械特性。（3） .直流電動機反接制動時，能量傳遞關系,電動勢平衡方程式以及機械特性。三、實驗內容（1） .測定電動及回饋制動

3、狀態(tài)下的機械特性.（2） .測定能耗制動狀態(tài)下的機械特性。（3） .測定電動及反接制動狀態(tài)下的機械特性.四、實驗設備.RTDJ34/RTDJ31直流并勵電動機/直流復勵發(fā)電機（2） .RTDJ09/RTDJ10/RTDJ37電阻掛箱（3） .RTZN02智能直流電壓電流表掛箱，用2只（4） .RTDJ12波形測試及開關板.手持式轉速表五、實驗操作1、實驗接線按圖3-1接線，圖中各部分說明如下：（1） .MD和Ldf為被測直流電動機的電樞繞組和勵磁繞組，使用RTDJ34直流并勵電動機，接成他勵方式使用。額定電壓220V,電流1。1A,轉速1500rpm0（2） .MG和Lgf為作測試設備使用的直

4、流電機的電樞繞組和勵磁繞組，使用RTDJ34直流復勵發(fā)電機，接成他勵方式使用.與被測電機同軸連接。（3） .電阻Rl=900Q,選用RTDJ37上端的電阻.R2=360C=180C+180Q,選用RTDJ37中間的電阻和RTDJ09上端的電阻。R3=3600C=1800C+1800Q選用RTDJ10上端和中間的電阻。R4=810Q=450Q+180Q+180Q,選用RTDJ10下端的電阻（兩只900。并聯(lián)）、RTDJ09中間的電阻和下端的電阻。（4） .直流電流表A1和A3選用兩只RTZN02中的小量程電流表，A2和A4選用其大量程電表。（5） .“直流電機勵磁電源”和“直流電機電樞電源”分別

5、取自實驗臺左邊電源控制屏中部的相應電源輸出.（6） 電機電樞回路里可并聯(lián)一只直流電壓表，用RTZN02上端的電壓表。資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除電動告回饋制動狀態(tài)下的機料性測定直法則|里叫向電源型1，S2等阿疤到最低機勵嬤曲時針旋轉劇底），并關閉收樞阿區(qū)開關W【gfR3（，電源j合內圖臺H源總開關，按下起動蜥g接通力踴%,源開關.調節(jié)電阻F1使電動（2機硼注匯流I=110mA；調節(jié)電阻R3彳羲電機質磁窕流Igl=100mA.到了較高速.接通電樞.回路電源,裁配矚藉翻鼐犍嫡該起動.用直流電壓表檢測S2中間位置兩接線端與電源側“1”（圖中右側）兩接線端的極性是否相同。若

6、不同，對調S2電源側的兩條線，使之極性相同。（5） .把S2扳到短路線側“2”,把R2調到“0C”，減小R4使被測電機MD電樞電流Ia=1.0A.該點作為第一個測量點，把電樞電流和轉速計入表2-1。（6） .逐次增大R4阻值直至發(fā)電機空載（把S2置于中間位置實現(xiàn)），測取若干組電動機電樞電流和轉速的數(shù)據(jù)填入表2-1.表2-1電動及回饋制動狀態(tài)下的機械特性測試數(shù)據(jù)表測試條件Ua=Ux=220V,Ir=110mA,R2=0Q電樞電流Ia（A）Oo8Oo6Oo40.2擷in(rpm)電樞電流la（A）0.0-0.1-Oo2-0.3-0.4(rpm)資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪

7、除把S2扳到電源側“1”（這時R4應是最大值），使發(fā)電機也接入電源，電源極性是使發(fā)電機能產(chǎn)生與電動機相同方向的電磁轉矩.減小R4到“0C”，并適當調節(jié)R3,使電動機電流la降到“0.0A”。這時電動機的運行狀態(tài)是電動機的理想空載點.把電樞電流和轉速計入表2-1.如果上一步?jīng)]能測“Ia=+0.2A”的點，可在此通過調節(jié)R3找到并測該點。（7） .逐漸增大R3阻值（弱磁）使發(fā)電機增加出力，轉速升高，電動機進入第二象限回饋制動狀態(tài)運行。在增大R3的過程中測取電動機電樞電流和轉速的數(shù)據(jù)填入表21。注意：機組最高轉速不可超過2000轉/分。.通過調i'jR3使發(fā)電機勵磁電流恢復到正常值Igr=1

8、00mA.3、能耗制動狀態(tài)下的機械特性.把R4置最大值，S2置于電源側1不變.把電動機電樞電阻R2調到“180C”（一個旋鈕置最大，另一個置最?。?，扳S1使之置于短路線側“2”。（2）.減小R4阻值，使電機轉速上升,直至電動機的電樞電流達到0。8A,此時電動機工作于能耗制動狀態(tài)。然后逐次增大R4阻值使轉速降低，測取幾組電動機電樞電流和轉速的數(shù)據(jù)填入表22.注意電動機電流為負值.測試中必要時可降低電樞電源電壓，測完后恢復額定值.表22能耗制動狀態(tài)下的機械特性測試數(shù)據(jù)表測試條件Ua=0V,Ir=110mA,R2=180Q電樞電流Ia（A）-0.8-0.6-0.4-0.20.0輸電n（rpm）04,

9、電動及反接制動狀態(tài)下的機械特性測定（1） .把電動機電樞電阻R2置最大值“360C”，把R4置最大值，對調S2電源側1的兩條電源線使發(fā)電機產(chǎn)生的磁轉矩與電動機方向相反。S1和S2都置于電源側“1”。（2） .逐漸減小R4阻值，使電機減速直至為零。繼續(xù)減小R4,使電動機進入“反向”旋轉，轉速在反方向上逐漸上升，此時電動機工作于反接制動狀態(tài)運行，直至電動機的電樞電流達到008A。然后逐次增大R4阻值直至發(fā)電機空載（S2置于中間位置），測取67組電動機電樞電流和轉速的數(shù)據(jù)填入表2-3o注意電動機在第四象限運行時轉速n為負值。表2-3電動及反接制動狀態(tài)下的機械特性測試數(shù)據(jù)表測試條件Ua=UN=220V

10、,Ir=110mA>R2=360C電樞電流la（A）0o80.70o60o5n(rpm)資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除六、注意事項.每次起動機組時，打開電樞電源之前，必須確保電樞電源調節(jié)旋鈕在最小位置(逆時針旋轉到底)，每次斷開電樞電源之后要把該旋鈕旋轉到使輸出最小位置.要按實驗指導書配電阻，以保證在不改接線情況下順利做完實驗。.發(fā)電機勵磁一定要接并勵繞組，錯接串勵繞組等于給電源短路。.所有記錄的數(shù)據(jù)都是電動機的數(shù)據(jù)，切勿讀錯表.七、實驗報告要求根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出電動機的上述三條機械特性n=/(la),并結合理論課內容和測試過程對特性曲線進行說明。八、思考題.回饋

11、制動實驗中，如何判別電動機運行在理想空載點？.直流電動機從第一象限運行到第二象限轉子旋轉方向不變，試問電磁轉矩的方向是否也不變？為什么？.當電動機MD從第一象限運行到第四象限，其轉向反了，而電磁轉矩方向不變，為什么？作為負載的MG,從第一到第四象限其電磁轉矩方向是否改變?為什么？.在電動機反接制動實驗中，當電機MD運行在第一象限時，作為負載的電機MG是運行在什么狀態(tài)？當MD進入第四象限時，MG又運行在什么狀態(tài)？14 / 15資料內容僅供您學習參考，如有不當之處,請聯(lián)系改正或者刪除實驗二單相變壓器實驗一、實驗目的(1) .通過空載和短路試驗測定變壓器的變比和參數(shù)。.通過負載試驗測取變壓器的運行特

12、性.二、預習要點.變壓器的空載和短路試驗有什么特點？實驗中電源電壓一般加在哪一方合適?.在空載和短路試驗中，各種儀表應怎樣聯(lián)接才能使測量誤差最??？.如何用實驗方法測定變壓器鐵耗及銅耗.三、實驗內容.空載試驗測取空載特性Uo=/(Io),Po=/(Uo)o(2) .短路試驗測取短路特性Uk=/(Ik).Pk=/(Ik)。(3) .純電阻負載試驗保持UUn,COS2=1的條件下，測取U2=/(。.阻感性負載試驗保持U|=Un，COS2=0.8的條件下，測取U2=/(L)。四、實驗設備(1).RTDJ03三相組式變壓器，其額定值為:Pn=77W,U1n/U2n=220/55V,I1N/I2N=0o3

13、5/1.4A.RDJ09/RTDJ21三相可調電阻器(90C)/電感器實驗掛箱.RTZN08/RTZN09三相交流電流表/電壓表五、實驗操作1、空載試驗RTZN07智能功率表、一相調壓器輸出 電源控制屏.按圖31接線，注意切斷三相可解麻交旗也源樂懶避戮狀麟接州國TDJ03中的任意一只。變壓器的低壓線圈a-x接電源，高壓線圈AX開路。.把調壓器手柄旋到零位(即將實驗分左側調壓器手柄逆時針方向旋轉到底，使調壓器輸出三相交流電源電壓為零).合上實驗臺總電源開關，按下“啟動"按鈕，接通調壓器輸出開關(按下調壓器輸出“接通”按鈕或將調壓器輸出鈕子開關旋轉到水平位置)，使實驗線路接通交流電源。調

14、節(jié)調壓器旋鈕使被測變壓器空載電壓Uo=1.2UNo(4) .逐次降低電源電壓，在1.20。5Un的范圍內,測取變壓器的U。、Io、P。，共測取6-7組數(shù)據(jù).U=Un點必須測數(shù)據(jù)，并在該點附近測試點分布較密，.資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除(5) .為了計算變壓器的變比，在電壓低于Un的點測試時讀取副邊電壓，數(shù)據(jù)也記錄于表31中。表3-1變壓器空載試驗數(shù)據(jù)記錄表序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)Uo(V)Io(A)Po(W)Uax(V)COS中。166260.5355449o5544635.7727.5.測完數(shù)據(jù)后，斷開調樂器愉出開關（按下調壓器輸出“斷開”按鈕或將調壓器輸出鈕子開關

15、旋轉到垂直位置），按下控制屏上的“停止”按鈕，使實驗線路和設備斷電,把調壓器手柄旋到零位.2、短路試驗.按圖3-2接線a將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路，在電源引線端串入電阻是為了降低變壓器短路電流對調壓器輸出電壓變化的敏感性，可取RW=90180C,使用RTDJ37中間的電阻,注意：改接線路時要先關斷電源。.把調壓器手柄旋到零位，按下“啟動”按鈕，接通調壓器輸出開關。逐次緩慢增加變壓器電壓,直到短路電流等于loIIn為止,在“（1。10。2）In”范圍內測圖3-2單相變壓器短路試驗接線圖三相調壓器輸出 電源控制屏取變壓器的Uk、Ik、Pk。測取56組數(shù)據(jù)記錄于表32中，Ik=In點

16、必須測。注意：本實驗應在盡量短時間內完成，因為變壓器的繞組很快就發(fā)熱，使繞組電阻增大，讀數(shù)產(chǎn)生偏差。資料內容僅供您學習參考，如有不當之處,請聯(lián)系改正或者刪除表32變壓器短路試驗數(shù)據(jù)記錄表序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)Ik(A)Uk(V)Pk(W)COS中K10.38520o3530.31540.24550o17560o073、純電阻性負載試驗RT：能”-J09源控制屏33所示。變壓器高壓線圈接空龍L低壓線圈接負載電阻Rzc Rz取桿調壓器輸出.把調壓器手柄旋？斛?最單奕盾造負接神淞接錨愉壓器輸出開關，在空載情況下調節(jié)調壓器使變壓器輸入電壓Ui=Un=220V,并保持不變。.逐次減小負載電阻Rz,使變壓器

17、電流增大，從空載（拔斷Rz連接線實現(xiàn)）到額定負載的范圍內，測取變壓器的輸出電壓U2和電流L共取數(shù)據(jù)56組，記錄于表3-3中。注意k=0和b=l2N=L4A兩點必需測。表3-3變壓器純電阻性負載試驗數(shù)據(jù)記錄表測試條件：Ui=Uin=220V,COS2=1L(A)0.00350.71.051.41.75u2(V)資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除4、阻感性負載試驗(COS0>2=0o8).實驗線路同圖3-3,把負載電感接入，與負載電阻并聯(lián)。電阻調至最大，電感暫取兩只700mH串聯(lián)。.把調壓器手柄旋到零位，按下“啟動”按鈕，接通調壓器輸出開關。調磔調壓器輸出使變壓器輸入電

18、壓Ui=Un=220V,并保持不變。(3).在電感掛箱上通過串并聯(lián)分別連接出表34中的電感值。(其中467mH為兩只700mH串聯(lián)后再與第三只并聯(lián);233mH為三只700mH并聯(lián))。在每個電感值下通過調行負載電阻把功率因數(shù)調為COS02=Oo8,測取變壓器的輸出電壓5和電流L,記錄于表3T中。注意要測空載點(L=0)(拔斷Rz和Lz連接線實現(xiàn))。表3-4變壓器阻感性負載試驗數(shù)據(jù)記錄表測試條件：U1=U1N=220V,COS<I>2=0.8Lz(mH)1400700467350233L(A)Oo0U2(V)六、實驗報告1、計算變比由空載試驗所得變壓器原副邊電壓的數(shù)據(jù)分別計算出變比，然

19、后取其平均值作為變壓器的變比K。變比計算公式為：K=Uax/Uaxo2、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Io=/(Uo),Po=/(Uo),COS0o=/(Uo)o其中:COSo=Po/(UoXIo).計算激磁參數(shù)從空載特性曲線上查出對應于Uo=Un時的I。和P。值，并由下式算出激磁參數(shù)：rm=Po/Io2.Zm=Uo/Io,X,n=VZm2-rm23、繪出短路特性曲線和計算短路參數(shù).繪出短路特性曲線Uk=/(Ik)、Pk=/(Ik)、COS如=/(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8()

20、時的短路參數(shù)：Z'k=Uk/1K,r'K=PK/Ik2,X=VZk2Fk2折算到低壓側ZK=ZK/ErK=r'K/小，XK=X/K2由于短路電阻改隨溫度變化，因此，算出的短路電阻要按國家標準換算到基準工作溫度75C作時的阻值。rK75,c=rK9X(235。5+75)/(234。5+0),Zk75*c=Vr2K75t+X2K式中：234.5為銅導線的常數(shù)，若用鋁導線常數(shù)應改為228。資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除計算短路電壓（阻抗電壓）百分數(shù)：Uk%=InxZk7st/UNX100%,UKr%=lNXrK75,C/UnxIOO%Ukx%=Inx

21、Xk/UnxIOO%,Ik=In時短路損耗PKN=I2NxrK75-c4、利用空載和短路試驗測定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“”型等效電路（標上參數(shù)）。5、變壓器的電壓變化率Au（1）繪出COSO2=1和COS，=0.8兩條外特性曲線U2=/（I2）»由特性曲線計算L=Ln時的電壓變化率ll%=（U2O-U2）/U2oX100%（2）根據(jù)實驗求出的參數(shù)，算出在I2=I2N下COS02=1和COS02=O.8時的電壓變化率:U=UKrxCOS2+UKXxSinO2將兩種計算結果進行比較,分析不同性質的負載對變壓器輸出電壓5的影響。6、繪出被試變壓器效率特性曲線（1）用間接法算出

22、COS6=0.8不同負載電流時的變壓器效率，記錄于表35中。n=1（Po+BPkn）/（0xSnxCOS02+Po+32xPkn）xlOO%式中：BxS/COS尸P2（W）；Pkn為變壓器Ik=In時的短路損耗（W）：P。為變壓器U0=Un時的空載損耗（W）：B=I2/I2N為副邊電流標么值。表3-5不同負載電流時的變壓器效率計算表COS6=0.8,P(尸W,Pkn=W6=I2/I2NOc20.4oa60.81.01.2P2(W)n（2）由計算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線n=/（B）.（3）計算被試變壓器時的負載系數(shù)3m：3m=VPo/PKN七、注意事項.要保證功率表的電壓線圈并入被測電路，電流線

23、圈串入被測電路。.實驗電源引出端一定要在電源控制屏交流調壓器輸出端.原邊和付邊有不同的額定電壓，調壓時一定要注意。尤其注意第一項內容的額定電壓為55V,最大調到66V。.接通電源前調壓器要調回零。調節(jié)一個指定電壓時以所接電壓表為準。不能依據(jù)調壓器手柄的指針或電源屏上端的電壓表，因為那里是相電壓.資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除實驗三三相異步電動機的起動與調速一、實驗目的通過實驗熟悉異步電動機的幾種起動方法，了解繞線式異步電動機轉子串電阻的調速方法。二、預習要點復習異步電動機常用的起動方法和起動性能指標.復習繞線式異步電動機轉子串電阻調速的原理及其不足。三、實驗內容（1）

24、 .鼠籠式異步電機的直接起動和堵轉試驗.（2） .鼠籠式異步電機的星/三角（丫一4）降壓起動。（3） .繞線式異步電動機轉子繞組串入可變電阻起動與調速.四、實驗設備（1） .指針式交流電流表（位于電源控制屏上部右側）（2） .RTZN09智能存儲式真有效值電壓表（3） .RTDJ35三相鼠籠式異步電動機.額定功率90W,額定電壓220VQ接法）或380V（Y接法），額定電流0.48A（接法），額定轉速1420rpm。.RTDJ36三相繞線式異步電動機。額定功率100W,額定電壓220V（Y接法），額定電流0。55A,額定轉速1420rpni.（5）.RTDJ472電機導軌、磁粉制動器和旋轉編碼

25、器.RTDJ37繞線式異步電動機轉子電阻掛箱（7） .RTDJ12開關掛箱五、實驗操作1、三相鼠籠式異步電動機直接起動實驗（1）.按圖接線。電機選用圖4-1異步電動機直接起動三相調壓器輸出 電源控制屏RTDJ35,電壓表選用RTZN09,電流表選用電源控制屏上的指針式交流電流表，初選3A檔。交流調壓器輸出端在電源控制屏右下角，手柄在實驗臺左端側面。把電動機安裝在電機導軌上，與磁粉制動器軸對接，旋緊固定螺絲。電機繞組4接法，對應的額定線電壓220V。.把交流調壓器調到零位，把RTZN123掛箱上的轉矩調行旋鈕調到最小位置（逆時針旋轉到底）。然后接通實驗臺電源（實驗臺左端側面的開關）。.按下實驗臺

26、的“起動”資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯(lián)系改正或者刪除按鈕（電源控制屏下端中間），接通調壓器輸出開關（在起動按鈕下而），調在調壓器（手柄在實驗臺左端側面）使輸出線電壓達到電機額定電壓220V（電源控制屏上端的相電壓表指127V）。然后斷開調壓器輸出開關，使電機停下來。.待電機完全停止旋轉后，再接通調壓器輸出開關，使電機全壓直接起動.記下電流表指針受起動電流沖擊偏轉到的最大值。該最大偏轉值雖不能代表起動電流準確值，但可與Y起動時的電流作定性的比較。2、三相鼠籠式異步電動機堵轉試驗（1） .斷開調壓器輸出開關，將交流調壓器調到零位，把RTZN12-3掛箱上的轉矩調行旋鈕調到最大（順時針

27、旋轉到底）或適當大（目的是能實現(xiàn)堵轉），然后再接通調壓器輸出開關。（2） .升高調壓器輸出電壓，使電機電流達額定值的2倍左右（可取1.01。1A）,讀取電壓值Uk和轉矩值Mk，記下電流值Ik，并將數(shù)據(jù)填入表4-1.該過程可重復多次，取其平均值作為短路計算的依據(jù)。注意：每次測試通電時間不應超過10秒，兩次測試之間要有一定的時間間隔，以免繞組過熱。表41鼠籠式異步機堵轉試驗數(shù)據(jù)記錄次序12345平均值Uk（V）Ik（A）MK（Nm）.斷開調壓器輸出開關，按下電源控制屏的停止按鈕，把轉矩調行旋鈕調到最小.令對應于額定電壓直接起動時的起動轉矩Mst和起動電流1st按下式計算：Ist=（Un/UK）XI

28、KMst=（Ist/Ik）2XMk式中Ik、Uk、Mk為堵轉試驗時得到的堵轉電流、電壓和轉矩值.Un為電動機額定電壓。3、星形-三角形（丫一）降壓起動（1） .按圖4-2接線。電機仍用RTDJ35,圖中A-X、B-Y、C-Z為電機的三相繞組。開關S取RTDJ12開關掛箱上的三擲三相開關。（2） .把交流調壓器調到零位，把RTZN12-3掛箱上的轉矩調節(jié)旋鈕調到最低，開關S合向右邊（Y接法）。然后接通實驗臺電源，按下實驗辦的“起動”按鈕，接通調壓器輸出開關，調行調壓器使輸出線電壓達電機額定電壓220Vo然后斷開調壓器輸出開關，使電機停下來.（3） .待電機完全停止運轉后，再接通調壓器輸出開關，使

29、電機Y型接法起動，記下電流表指針受起動電流沖擊偏轉到的最大值。并將其與直接全壓起動的相應電流值作定性的比較。.把開關S由右邊合向左邊，使電機接法由星形變?yōu)槿切?，電機進入正常運行。從電流表可觀察到丫一轉換時電流沖擊不大。資料內容僅供您學習參考，如有不當之處,請聯(lián)系改正或者刪除注意：開關s扳動時速度要適當，太快會造成電弧短路，太慢會使電機速度不必要地下降。圖南羲舞懿耦螂疆婢霸阻中電源控制屏4、繞線式異步電動機轉子繞組串入可變電阻起動（1） .按圖上3接線。電機為RTDJ36,把電動機安裝在導軌上，與磁粉制動器軸對接,旋緊固定螺絲。圖中轉子電阻使用RTDJ37掛箱下端的專用電阻，定子繞組Y形連接，對應額定線電壓220Vt.（2） .將電源控制屏的交流調壓器調