電機實驗(改)

1、2-3直流并勵電動機 一、實驗?zāi)康?1、掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。 2、掌握直流并勵電動機的調(diào)速方法。 二、預(yù)習(xí)要點 1、什么是直流電動機的工作特性和機械特性？ 2、直流電動機調(diào)速原理是什么？ 三、實驗項目 1、工作特性和機械特性 保持U=UN和If=IfN不變，測取n、T2、=f（Ia）、n=f（T2）。 2、調(diào)速特性 （1）改變電樞電壓調(diào)速 保持U=UN、If=IfN=常數(shù)，T2=常數(shù)，測取n=f（Ua）。 （2）改變勵磁電流調(diào)速 保持U=UN，T2=常數(shù)，測取n=f（If）。 （3）觀察能耗制動過程 四、實驗方法 1、實驗設(shè)備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)

2、軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流電壓、毫安、電流表2件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D44可調(diào)電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D31、D44 3、并勵電動機的工作特性和機械特性 1）按圖2-6接線。校正直流測功機 MG按他勵發(fā)電機連接，在此作為直流電動機M的負(fù)載，用于測量電動機的轉(zhuǎn)矩和輸出功率。Rf1選用D44的1800阻值。Rf2 選用D42的900串聯(lián)900共1800阻值。R1用D44的180阻值。R2選用D42的900串聯(lián)900再加900并聯(lián)900共2250阻值。圖2

3、6 直流并勵電動機接線圖 2）將直流并勵電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關(guān)使其起動，其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合轉(zhuǎn)速表正向旋轉(zhuǎn)的要求。 3）M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零，調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V，調(diào)節(jié)校正直流測功機的勵磁電流If2為校正值（50mA或100 mA），再調(diào)節(jié)其負(fù)載電阻R2和電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使電動機達(dá)到額定值：UUN，IIN，nnN。此時M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。 4）保持UUN，If=IfN，If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負(fù)載。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉(zhuǎn)速n和校正電

4、機的負(fù)載電流IF（由校正曲線查出電動機輸出對應(yīng)轉(zhuǎn)矩T2）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-7中。表27 UUN V If=IfN= mA If2= mA 實驗數(shù)據(jù)Ia（A）n（r/min）IF（A）T2（N·m）計算數(shù)據(jù)P2（W）P1（W）（） n（） 4、調(diào)速特性 （1）改變電樞端電壓的調(diào)速 1）直流電動機M運行后，將電阻R1調(diào)至零，If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1，使M的U=UN，I=0.5IN，IfIfN記下此時MG的IF值。 2）保持此時的IF值（即T2值）和IfIfN不變，逐次增加R1的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R1從零調(diào)至最大值，每次測

5、取電動機的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。 3）共取數(shù)據(jù)8-9組，記錄于表2-8中表28 IfIfN mA T2 N·mUa（V）n（r/min）Ia（A） （2）改變勵磁電流的調(diào)速 1）直流電動機運行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至零，將MG的磁場調(diào)節(jié)電阻If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負(fù)載，使電動機M的U=UN，I0.5IN記下此時的IF值。 2）保持此時MG的IF值（T2值）和M的UUN不變，逐次增加磁場電阻阻值：直至n1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia。共取 78組記錄于表29中。表29 UUN V T2 N·mn（r

6、/min）If（mA）Ia（A） （3）能耗制1）實驗設(shè)備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流電壓、毫安、安培表2件5D41三相可調(diào)電阻器1件6D42三相可調(diào)電阻器1件7D44可調(diào)電阻器、電容器1件8D51波形測試及開關(guān)板 1件 2）屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D41、D31、D44 3）按圖2-7接線，先把S1合向2端，合上控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，把M的Rf1調(diào)至零，使電動機的勵磁電流最大。 4）把M的電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大，把S1合至電樞電源，使電動機起動，能耗制動電阻R

7、L選用D41上180阻值。 5）運轉(zhuǎn)正常后，從S1任一端拔出一根導(dǎo)線插頭，使電樞開路。由于電樞開路，電機處于自由停機，記錄停機時間。圖27并勵電動機能耗制動接線圖 6）重復(fù)起動電動機，待運轉(zhuǎn)正常后，把S1合向RL端，記錄停機時間。 7）選擇RL不同的阻值，觀察對停機時間的影響。 五、實驗報告 1、由表2-7計算出P2和，并給出n、T2、f（Ia）及nf（T2）的特性曲線。 電動機輸出功率： P20.105nT2 式中輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N.m（由If2及IF值，從校正曲線T2=f（IF）查得），轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。 電動機輸入功率： P1=UI 輸入電流： I=Ia+IfN 電動機效率：

8、 由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率： 2、繪出并勵電動機調(diào)速特性曲線nf（Ua）和n=f（If）。分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時兩種調(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。 3、能耗制動時間與制動電阻RL的阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動方法有什么缺點？ 七、思考題 1、并勵電動機的速率特性nf（Ia）為什么是略微下降？是否會出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？ 2、當(dāng)電動機的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端電壓，為什么會引起電動機轉(zhuǎn)速降低？ 3、當(dāng)電動機的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？ 4、并勵電動機在負(fù)載運行中，當(dāng)磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)

9、“飛車”？為什么？3-3 三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路一、實驗?zāi)康?1、掌握用實驗方法測定三相變壓器的極性。 2、掌握用實驗方法判別變壓器的聯(lián)接組。 3、研究三相變壓器不對稱短路。 4、觀察三相變壓器不同繞組聯(lián)接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對空載電流和電勢波形的影響。二、預(yù)習(xí)要點 1、聯(lián)接組的定義。為什么要研究聯(lián)接組。國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組有哪幾種。 2、如何把Y/Y-12聯(lián)接組改成Y/Y-6聯(lián)接組以及把Y/-11改為Y/-5聯(lián)接組。 3、在不對稱短路情況下，哪種聯(lián)接的三相變壓器電壓中點偏移較大。 4、三相變壓器繞組的連接法和磁路系統(tǒng)對空載電流和電勢波形的影響。三、實驗項目 1、測定極性 2、連接并判定以

10、下聯(lián)接組 (1) Y/Y-12 (2) Y/Y-6 (3) Y/-11 (4) Y/-5 3、不對稱短路 (1) Y/Y0-12單相短路 (2) Y/Y-12兩相短路 4、測定Y/Y0連接的變壓器的零序阻抗。 5、觀察不同連接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對空載電流和電勢波形的影響。四、實驗方法 1、實驗設(shè)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5DJ12三相心式變壓器1件6D51波形測試，開關(guān)板1件7單蹤示波器（另配）1臺 2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ12、DJ11、D51 3、測定極性

11、(1) 測定相間極性 被測變壓器選用三相心式變壓器DJ12，用其中高壓和低壓兩組繞組，額定容量PN=152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。測得阻值大的為高壓繞組，用A、B、C、X、Y、Z標(biāo)記。低壓繞組標(biāo)記用a、b、c、x、y、z。 1) 按圖3-8接線。A、X接電源的U、V兩端子，Y、Z短接。 2) 接通交流電源，在繞組A、X間施加約50%UN的電壓。 3) 用電壓表測出電壓UBY、UCZ、UBC，若UBC=UBY-UCZ，則首末端標(biāo)記正確；若UBC=UBY+UCZ，則標(biāo)記不對。須將B、C兩相任一相繞組的首末端標(biāo)記對調(diào)。 4) 用同樣方法，將B、C兩相中的

12、任一相施加電壓，另外兩相末端相聯(lián)，定出每相首、末端正確的標(biāo)記。 3-8 測定相間極性接線圖 (2) 測定原、副方極性 圖3-9 測定原、副方極性接線圖 1) 暫時標(biāo)出三相低壓繞組的標(biāo)記a、b、c、x、y、z,然后按圖3-9接線，原、副方中點用導(dǎo)線相連。 2) 高壓三相繞組施加約50%的額定電壓，用電壓表測量電壓UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，則A相高、低壓繞組同相，并且首端A與a端點為同極性。若UAa=UAX+Uax，則A與a 端點為異極性。 3) 用同樣的方法判別出B、b、C、c兩相原、副方的極性。 4) 高低壓三相繞組的極性

13、確定后，根據(jù)要求連接出不同的聯(lián)接組。 4、檢驗聯(lián)接組 (1) Y/Y-12 圖3-10 Y/Y-12聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖 按圖3-10接線。A、a兩端點用導(dǎo)線聯(lián)接，在高壓方施加三相對稱的額定電壓，測出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-11中。表3-11 實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)根據(jù)Y/Y-12聯(lián)接組的電勢相量圖可知： 為線電壓之比 若用兩式計算出的電壓UBb，UCc，UBc的數(shù)值與實驗測取的數(shù)值相同，則表示繞組連接正確，屬Y/Y-12聯(lián)接組。 (2) Y/Y

14、-6 圖3-11 Y/Y-6聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖 將Y/Y-12聯(lián)接組的副方繞組首、末端標(biāo)記對調(diào),A、a兩點用導(dǎo)線相聯(lián)，如圖3-11所示。 按前面方法測出電壓UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表 3- 12中。表3-12 實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V) 根據(jù)Y/Y-6聯(lián)接組的電勢相量圖可得 若由上兩式計算出電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測相同，則繞組連接正確，屬于Y/Y-6聯(lián)接組。 (3)Y/-11 按圖 3-12接線。A、a兩端點用導(dǎo)線相連，高壓方施加對稱額定電

15、壓，測取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-13中 圖3-12 Y/-11聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖表3-13 實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)根據(jù)Y/-11聯(lián)接組的電勢相量可得 若由上式計算出的電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測值相同，則繞組連接正確，屬Y/-11聯(lián)接組。 (4) Y/-5將Y/-11聯(lián)接組的副方繞組首、末端的標(biāo)記對調(diào)，如圖3-13所示。實驗方法同前，測取UAB、Uab、UBb、UCc和UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-14中。 圖3-13 Y/-5聯(lián)接組 (

16、)接線圖 ()電勢相量圖表3-14 實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)根據(jù)Y/-5聯(lián)接組的電勢相量圖可得 若由上式計算出的電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測相同，則繞組聯(lián)接正確，屬于Y/-5聯(lián)接組。 5、不對稱短路 (1) Y/Y0連接單相短路 <1> 三相心式變壓器按圖3-14接線。被試變壓器選用三相心式變壓器。將交流電壓調(diào)到輸出電壓為零的位置，接通電源，逐漸增加外施電壓, 直至副方短路電流I2KI2N為止，測取副方短路電流I2K和原方電流IA、IB、IC。將數(shù)據(jù)記錄于表3-15中。 圖

17、3-14 Y/Y0連接單相短路接線圖表3-15I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V) <2> 三相組式變壓器 被測變壓器改為三相組式變壓器，接通電源，逐漸施加外加電壓直至UAB=UBC=UCA=220V，測取副方短路電流和原方電流IA、IB、IC。將數(shù)據(jù)記錄于表3-16中。表3-16I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V)(2) Y/Y聯(lián)接兩相短路 <1> 三相心式變壓器 按

18、圖3-15接線。將交流電源電壓調(diào)至零位置。接通電源，逐漸增加外施電壓，直至I2KI2N為止，測取變壓器副方電流I2K和原方電流IA、IB、IC將數(shù)據(jù)記錄于表3-17中。 圖3-15 Y/Y連接兩相短路接線圖表3-17I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)UCA(V)<2> 三相組式變壓器 被測變壓器改為三相組式變壓器，重復(fù)上述實驗，測取數(shù)據(jù)記錄于表3-18中。 表3-18I2K(A)IA(A)IB(A)IC(A)Ua(V)Ub(V)Uc(V)UA(V)UB(V)UC(V)UAB(V)UBC(V)

19、UCA(V)6、測定變壓器的零序阻抗 (1) 三相心式變壓器 按圖3-16接線。三相心式變壓器的高壓繞組開路，三相低壓繞組首末端串聯(lián)后接到電源。將電壓調(diào)至零，接通交流電源，逐漸增加外施電壓，在輸入電流I0=0.25IN和I0=0.5IN的兩種情況下，測取變壓器的I0、U0和P0，將數(shù)據(jù)記錄于表3-19中。 圖3-16 測零序阻抗接線圖 表3-19I0L(A)U0L(V)P0L(W)0.25IN=0.5IN=(2) 三相組式變壓器 由于三相組式變壓器的磁路彼此獨立，因此可用三相組式變壓器中任何一臺單相變壓器做空載實驗，求取的激磁阻抗即為三相組式變壓器的零序阻抗。若前面單相變壓器空載實驗已做過，該

20、實驗可略。 7、分別觀察三相心式和組式變壓器不同連接方法時空載電流和電勢的波形。 （1）三相組式變壓器 圖3-17 觀察Y/Y和Y0/Y連接三相變壓器空載 電流和電勢波形的接線圖 1 Y/Y連接 按圖3-17接線。三相組式變壓器作Y/Y連接，把開關(guān)S打開(不接中線)。接通電源后,調(diào)節(jié)輸入電壓使變壓器在0.5UN和UN兩種情況下通過示波器觀察空載電流i0，副方相電勢e和線電勢el的波形（注：Y接法UN=380V）。 在變壓器輸入電壓為額定值時，用電壓表測取原方線電壓UAB和相電壓UAX，將數(shù)據(jù)記錄于表3-20表3-20實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB（V）UAX（V）UAB/UAX 2Y0/Y

21、連接 接線與Y/Y連接相同，合上開關(guān)S，即為Y0/Y接法。重復(fù)前面實驗步驟，觀察i0，e，el波形，并在U1=UN時測取UAB和UAX將數(shù)據(jù)記錄于表3-21中。 表3-21實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB（V）UAX（V）UAB/UAX 3Y/連接 按圖3-18接線。開關(guān)S合向左邊，使副方繞組不構(gòu)成封閉三角形。 接通電源，調(diào)節(jié)變壓器輸入電壓至額定值，通過示波器觀察原方空載電流i0。相電壓U，副方開路電勢Uaz的波形，并用電壓表測取原方線電壓UAB、相電壓UAX以及副方開路電壓Uaz將數(shù)據(jù)記錄于表3-22中。 合上開關(guān)S，使副方為三角形接法，重復(fù)前面實驗步驟，觀察i0、U以及副方三角形回路中諧

22、波電流的波形，并在U1=U1N時，測取UAB、UAX以及副方三角形回路中諧波電流，將數(shù)據(jù)記錄于表3-23中。 (2)、選用三相心式變壓器，重復(fù)前面(1) (2) (3)波形實驗，將不同鐵心結(jié)構(gòu)所得的結(jié)果作分析比較。 圖3-18 觀察Y/連接三相變壓器空載電流三次諧波電流和電勢波形的接線圖表3-22實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)UAX(V)Uaz(V)UAB/UAX表3-23實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)UAX（V)I諧波(A) UAB/UAX五、實驗報告 1、計算出不同聯(lián)接組的UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測值進行比較，判別繞組連接是否正確。 2、計算零序阻抗 Y/Y0三

23、相心式變壓器的零序參數(shù)由下式求得： 式中： , P0變壓器空載相電壓，相電流，三相空載功率 分別計算I0=0.25IN和I0=0.5IN時的Z0、r0、X0，取其平均值作為變壓器的零序阻抗，電阻和電抗，并按下式算出標(biāo)么值：式中和為變壓器低壓繞組的額定相電流和額定相電壓。 3、計算短路情況下的原方電流 (1) Y/Y0單相短路 副方電流 原方電流設(shè)略去激磁電流不計，則 式中K為變壓器的變比。將、計算值與實測值進行比較，分析產(chǎn)生誤差的原因，并討論Y/Y0三相組式變壓器帶單相負(fù)載的能力以及中點移動的原因。 (2) Y/Y兩相短路 副方電流 原方電流 把實測值與用公式計算出的數(shù)值進行比較，并做簡要分析

24、。 4、分析不同連接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對三相變壓器空載電流和電勢波形的影響。 5、由實驗數(shù)據(jù)算出Y/Y和Y/接法時的原方UAB/UAX比值, 分析產(chǎn)生差別的原因。 6、根據(jù)實驗觀察，說明三相組式變壓器不宜采用Y/Y0和Y/Y 連接方法的原因。六、附錄變壓器聯(lián)接組校核公式（設(shè)） 組別UBb=UCcUBcUBc/UBb12>11>12>13>14>15=16<17<18<19<110<111=1第四章 異步電機實驗4-1 三相鼠籠異步電動機的工作特性一、實驗?zāi)康?1、掌握用日光燈法測轉(zhuǎn)差率的方法。 2、掌握三相異步電動機的空載、堵轉(zhuǎn)和負(fù)載試

25、驗的方法。 3、用直接負(fù)載法測取三相鼠籠式異步電動機的工作特性。 4、測定三相鼠籠式異步電動機的參數(shù)。二、預(yù)習(xí)要點 1、用日光燈法測轉(zhuǎn)差率是利用了日光燈的什么特性？ 2、異步電動機的工作特性指哪些特性？ 3、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？ 4、工作特性和參數(shù)的測定方法。三、實驗項目 1、測定電機的轉(zhuǎn)差率。 2、測量定子繞組的冷態(tài)電阻。 3、判定定子繞組的首末端. 4、空載實驗。 5、短路實驗。 6、負(fù)載實驗。四、實驗方法1、實驗設(shè)備 序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)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

26、壓表1件5D32交流電流表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、用日光燈法測定轉(zhuǎn)差率 日光燈是一種閃光燈，當(dāng)接到50Hz電源上時，燈光每秒閃亮100次，人的視覺暫留時間約為十分之一秒左右，故用肉眼觀察時日光燈是一直發(fā)亮的,我們就利用日光燈這一特性來測量電機的轉(zhuǎn)差率。 （1）異步電機選用編號為DJ16的三相鼠籠異步電動機（UN=220V，接法）極數(shù)2P=4。直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接

27、，在DJ16和測速發(fā)電機聯(lián)軸器上用黑膠布包一圈，再用四張白紙條（寬度約為3毫米），均勻地貼在黑膠布上。 （2）由于電機的同步轉(zhuǎn)速為 ，而日光燈閃亮為100次/秒，即日光燈閃亮一次，電機轉(zhuǎn)動四分之一圈。由于電機軸上均勻貼有四張白紙條，故電機以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，肉眼觀察圖案是靜止不動的（這個可以用直流電動機DJ15、DJ23和三相同步電機DJ18來驗證）。 （3）開啟電源，打開控制屏上日光燈開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器升高電動機電壓，觀察電動機轉(zhuǎn)向，如轉(zhuǎn)向不對應(yīng)停機調(diào)整相序。轉(zhuǎn)向正確后，升壓至220V，使電機起動運轉(zhuǎn)，記錄此時電機轉(zhuǎn)速。 （4）因三相異步電機轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，故燈光每閃亮一次圖案逆電機旋轉(zhuǎn)方

28、向落后一個角度，用肉眼觀察圖案逆電機旋轉(zhuǎn)方向緩慢移動。 （5）按住控制屏報警記錄“復(fù)位”鍵，手松開之后開始觀察圖案后移的圈數(shù)，計數(shù)時間可訂的短一些（一般取30秒）。將觀察到的數(shù)據(jù)記錄于表4-1中。 （6）停機。將調(diào)壓器調(diào)至零位，關(guān)斷電源開關(guān)。 表4-1N（轉(zhuǎn)）t（秒）S（轉(zhuǎn)差率）n（轉(zhuǎn)/分） 轉(zhuǎn)差率 式中 t為計數(shù)時間，單位為秒。 N為t秒內(nèi)圖案轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。 f1為電源頻率，50Hz。 （7）將計算出的轉(zhuǎn)差率與實際觀測到的轉(zhuǎn)速算出的轉(zhuǎn)差率比較。 4、測量定子繞組的冷態(tài)直流電阻。 將電機在室內(nèi)放置一段時間，用溫度計測量電機繞組端部或鐵心的溫度。當(dāng)所測溫度與冷卻介質(zhì)溫度之差不超過2K時，即為實際冷

29、態(tài)。記錄此時的溫度和測量定子繞組的直流電阻，此阻值即為冷態(tài)直流電阻。 (1) 伏安法 測量線路圖為圖4-1。直流電源用主控屏上電樞電源先調(diào)到50V。開關(guān)S1、S2選用D51掛箱，R用D42掛箱上1800可調(diào)電阻。 圖4-1 三相交流繞組電阻測定 量程的選擇：測量時通過的測量電流應(yīng)小于額定電流的20%，約為50毫安，因而直流電流表的量程用200mA檔。三相鼠籠式異步電動機定子一相繞組的電阻約為50， 因而當(dāng)流過的電流為50毫安時二端電壓約為2.5伏，所以直流電壓表量程用20V檔。 按圖4-1接線。把R調(diào)至最大位置，合上開關(guān)S1，調(diào)節(jié)直流電源及R阻值使試驗電流不超過電機額定電流的20%，以防因試驗

30、電流過大而引起繞組的溫度上升，讀取電流值，再接通開關(guān)S2讀取電壓值。讀完后，先打開開關(guān)S2，再打開開關(guān)S1。 調(diào)節(jié)R使A表分別為50mA，40mA，30mA測取三次，取其平均值，測量定子三相繞組的電阻值，記錄于表4-2中。 表4-2 室溫 繞 組 繞 組 繞 組 I（mA）U（V）R（） 注意事項 <1> 在測量時，電動機的轉(zhuǎn)子須靜止不動。 <2> 測量通電時間不應(yīng)超過1分鐘。 (2) 電橋法 用單臂電橋測量電阻時，應(yīng)先將刻度盤旋到電橋大致平衡的位置。然后按下電池按鈕，接通電源，等電橋中的電源達(dá)到穩(wěn)定后，方可按下檢流計按鈕接入檢流計。測量完畢，應(yīng)先斷開檢流計，再斷開電源

31、，以免檢流計受到?jīng)_擊。數(shù)據(jù)記錄于表4-3中。 電橋法測定繞組直流電阻準(zhǔn)確度及靈敏度高，并有直接讀數(shù)的優(yōu)點。 表4-3 繞 組 繞 組 繞 組 R（） 5、判定定子繞組的首末端 圖4-2 三相交流繞組首末端測定 先用萬用表測出各相繞組的兩個線端，將其中的任意兩相繞組串聯(lián)，如圖4-2所示。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕調(diào)至零位，開啟電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，接通交流電源。調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕，并在繞組端施以單相低電壓U=80100V,注意電流不應(yīng)超過額定值，測出第三相繞組的電壓， 如測得的電壓值有一定讀數(shù)，表示兩相繞組的末端與首端相聯(lián)，如圖4-2(a)所示。反之，如測得電壓近似為零，則兩相繞組的末端與末端(或首

32、端與首端)相聯(lián)，如圖4-2(b)所示。用同樣方法測出第三相繞組的首末端。 6、空載實驗 1) 按圖4-3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(fù)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(dá)到穩(wěn)定后再進行試驗。 圖4-3 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

33、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4-4中。 表4-4序號U0L（V）I0L（A）P0（W）cos0UABUBCUCAU0LIAIBICI0LPP P0 7、短路實驗 1) 測量接線圖同圖4-3。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 4-5序號UKL（V）IKL（A）PK（W）cosKUABUBCUCAUKLIAIBICI

34、KLPPPK 4) 共取數(shù)據(jù)56組記錄于表4-5中。 8、負(fù)載實驗 1) 測量接線圖同圖4-3。同軸聯(lián)接負(fù)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(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(fù)載開始，逐漸減小負(fù)載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動機的

35、定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速、直流電機的負(fù)載電流IF等數(shù)據(jù)。 6) 共取數(shù)據(jù)89組記錄于表4-6中。表4-6 U1=U1N=220V（） If= mA序號I1L（A）P1（W）IF(A)T2(N·m)n(r/min)IAIBICI1LPPP1五、實驗報告 1、計算基準(zhǔn)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(zhǔn)工作溫度時的定子繞組相電阻： 式中 1ref 換算到基準(zhǔn)工作溫度時定子繞組的相電阻，； 1c 定子繞組的實際冷態(tài)相電阻，； ref 基準(zhǔn)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：

36、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4-4確定。圖4-4 電機中鐵耗和機械耗 5、作工作特性曲線P1

37、、I1、S、cos1=f(P2)。 由負(fù)載試驗數(shù)據(jù)計算工作特性，填入表4-7中。 表4-7 U1=220V() If = mA序號電動機輸入電動機輸出計 算 值(A)P1(W)T2(N·m)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(fù)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(fù)載時輸入功率的0.5%。 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。

38、 延長曲線的直線部分與縱軸相交于K點，K點的縱座標(biāo)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(fù)載時的效率為：式中P1、S、I1由工作特性曲線上對應(yīng)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(fù)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？ 第五章 同步電機實驗5-1 三相同步發(fā)電機的運行特性一、實驗?zāi)康?1、用實驗方法測量同步發(fā)電機在對稱負(fù)載下的運行特性。 2、由實驗數(shù)據(jù)計算同步

39、發(fā)電機在對稱運行時的穩(wěn)態(tài)參數(shù)。二、預(yù)習(xí)要點 1、同步發(fā)電機在對稱負(fù)載下有哪些基本特性？ 2、這些基本特性各在什么情況下測得？ 3、怎樣用實驗數(shù)據(jù)計算對稱運行時的穩(wěn)態(tài)參數(shù)？三、實驗項目 1、測定電樞繞組實際冷態(tài)直流電阻。 2、空載實驗：在n=nN、I=0的條件下，測取空載特性曲線U0=f(If)。 3、三相短路實驗：在n=nN、U=0的條件下，測取三相短路特性曲線IK=f(If)。 4、純電感負(fù)載特性：在n=nN、I=IN、cos0的條件下，測取純電感負(fù)載特性曲線。5、外特性：在n=nN、If=常數(shù)、cos=1和cos=0.8(滯后)的條件下，測取外特性曲線U=f(I)。 6、調(diào)節(jié)特性：在n=n

40、N、U=UN、cos=1的條件下，測取調(diào)節(jié)特性曲線If=f(I)。四、實驗方法 1、實驗設(shè)備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1件2DJ23校正直流測功機1件3DJ18三相凸極式同步電機1件4D32交流電流表1件5D33交流電壓表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8D41三相可調(diào)電阻器1件9D42三相可調(diào)電阻器1件10D43三相可調(diào)電抗器1件11D44可調(diào)電阻器、電容器1件12D52旋轉(zhuǎn)燈、并網(wǎng)開關(guān)、同步機勵磁電源1件 2、屏上掛件排列順序 D44、D33、D32、D34-3、D52、D31、D41、D42、D43 3、測定

41、電樞繞組實際冷態(tài)直流電阻 被試電機為三相凸極式同步電機，選用DJ18。 測量與計算方法參見實驗4-1。記錄室溫。測量數(shù)據(jù)記錄于5-1中。 表5-1 室溫 繞 組 繞 組 繞 組 I（mA）U（V）R（）圖5-1 三相同步發(fā)電機實驗接線圖 4、空載實驗1) 按圖5-1接線，校正直流測功機按他勵方式聯(lián)接，用作電動機拖動三相同步發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，的定子繞組為Y形接法(UN=220V)。Rf2用D41組件上的90與90串聯(lián)加上90與90并聯(lián)共225阻值，Rst用D44 上的180電阻值，Rf1用D44上的1800電阻值。開關(guān)S1，S2選用D51掛箱。 2) 調(diào)節(jié)D52上的24V勵磁電源串接的Rf2至最大位置。調(diào)節(jié)MG的電樞串聯(lián)電阻Rst至最大值，MG的勵磁調(diào)節(jié)電阻Rf1至最小值。開關(guān)S1、S2均斷開。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋轉(zhuǎn)退到零位，檢查控制屏上的電源總開關(guān)、電樞電源開關(guān)及勵磁電源開關(guān)都須在“關(guān)”斷的位置，作好實驗開機準(zhǔn)備。 3) 接通控制屏上的電源總開關(guān)，按下“開”按鈕,接通勵磁電源開關(guān)，看到電流表A2有勵磁電流指示后，再接通控制屏上