電機(jī)學(xué)實驗指導(dǎo)書

1、第一章 電機(jī)學(xué)實驗的基本要求和安全操作規(guī)程1-1 實驗的基本要求 電機(jī)學(xué)實驗課的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會根據(jù)實驗?zāi)康?，實驗?nèi)容及實驗設(shè)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(jìn)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(rèn)真做好實驗。現(xiàn)按實驗過程提出下列基本要求。 一、實驗前的準(zhǔn)備 實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書有關(guān)章節(jié)，認(rèn)真研讀實驗指導(dǎo)書,了解實驗?zāi)康摹?項目、方法與步驟，明確實驗過程中應(yīng)注意的問題(有些內(nèi)容可到實驗室對照實驗預(yù)習(xí)，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(zhǔn)備記錄抄表等。 認(rèn)真作好實驗前的

2、準(zhǔn)備工作，對于培養(yǎng)同學(xué)獨(dú)立工作能力，提高實驗質(zhì)量和保護(hù)實驗設(shè)備都是很重要的。 二、實驗的進(jìn)行 1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進(jìn)行,每組由23人組成，實驗進(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，以保證實驗操作協(xié)調(diào)，記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。 2、選擇組件和儀表 實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄電機(jī)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。為查找線路方便，每路可用相同顏色的導(dǎo)線或插頭。 4、起動電機(jī)，觀察儀表 在正式實驗開始

3、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(jī)，觀察所有儀表是否正常(如指針正、反向是否超滿量程等)。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)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(yù)習(xí)時對電機(jī)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(rèn)真負(fù)責(zé)，實驗有始有終 實驗完畢，須將數(shù)據(jù)交指導(dǎo)教師審閱。經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導(dǎo)線及儀器等物品整理好。 三、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

4、包括以下內(nèi)容： 1) 實驗名稱、專業(yè)班級、學(xué)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(jī)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(biāo)紙畫出曲線，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)仍按實際數(shù)據(jù)標(biāo)出。 6) 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)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(yīng)寫在一定規(guī)格的報告紙上，保持整潔。 7) 每次實驗每人獨(dú)立完成

5、一份報告，按時送交指導(dǎo)教師批閱。1-2 實驗安全操作規(guī)程 為了按時完成電機(jī)學(xué)實驗，確保實驗時人身安全與設(shè)備安全，要嚴(yán)格遵守如下規(guī)定的安全操作規(guī)程： 1) 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(jìn)行。 3) 學(xué)生獨(dú)立完成接線或改接線路后必須經(jīng)指導(dǎo)教師檢查和允許，并使組內(nèi)其他同學(xué)引起注意后方可接通電源。實驗中如發(fā)生事故，應(yīng)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(jìn)行實驗。 4) 電機(jī)如直接起動則應(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。 5) 總電源或?qū)嶒炁_控制屏上的電源接通應(yīng)由實驗指導(dǎo)人員來控制， 其他人只能由

6、指導(dǎo)人員允許后方可操作，不得自行合閘。第二章 直流電機(jī)實驗2-1 認(rèn)識實驗 一、實驗?zāi)康?1、學(xué)習(xí)電機(jī)實驗的基本要求與安全操作注意事項。2、認(rèn)識在直流電機(jī)實驗中所用的電機(jī)、儀表、變阻器等組件及使用方法。 3、熟悉他勵電動機(jī)(即并勵電動機(jī)按他勵方式)的接線、起動、改變電機(jī)轉(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。 二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 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、直流電動機(jī)起動時，為什么在電樞回路中需要串接起動變阻器? 不串接會產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果? 3、直流電動機(jī)起動時，勵磁回路串接的磁場變阻器應(yīng)調(diào)至什么位置? 為什么? 若勵磁回路斷開造成失磁時,會產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果? 4、直流電動機(jī)調(diào)速及改變轉(zhuǎn)

7、向的方法。 三、實驗項目 1、了解DD01電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正過的直流電機(jī)、變阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動機(jī)的使用方法。 2、用伏安法測直流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的電樞繞組的冷態(tài)電阻。 3、直流他勵電動機(jī)的起動、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。 四、實驗設(shè)備及控制屏上掛件排列順序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(jī)及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機(jī)1 臺3DJ15直流并勵電動機(jī)1 臺4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表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8D41三相可調(diào)電阻器1 件 2、控制屏上

8、掛件排列順序： D31、D42、D41、D51、D31、D44五、實驗說明及操作步驟 1、由實驗指導(dǎo)人員介紹DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實驗裝置各面板布置及使用方法，講解電機(jī)實驗的基本要求，安全操作和注意事項。 2、用伏安法測電樞的直流電阻圖2-1 測電樞繞組直流電阻接線圖 （1）按圖2-1接線，電阻R用D44上1800和180串聯(lián)共1980阻值并調(diào)至最大。A表選用D31直流、毫安、安培表，量程選用5A檔。開關(guān)S選用D51掛箱。 （2）經(jīng)檢查無誤后接通電樞電源，并調(diào)至220V。調(diào)節(jié)R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)，測量無法進(jìn)行；如果此時電流太小，可能由于接觸

9、電阻產(chǎn)生較大的誤差），迅速測取電機(jī)電樞兩端電壓U和電流I。將電機(jī)分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測取U、I三組數(shù)據(jù)列于表2-1中。 （3）增大R使電流分別達(dá)到0.15A和0.1A，用同樣方法測取六組數(shù)據(jù)列于表2-1中。 取三次測量的平均值作為實際冷態(tài)電阻值 表2-1 室溫 序號U（V）I（A）R（ 平均）（）Ra（）Raref（）1Ra11=Ra1=Ra12=Ra13=2Ra21=Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31=Ra3=Ra32=Ra33=表中： （4）計算基準(zhǔn)工作溫度時的電樞電阻 由實驗直接測得電樞繞組電阻值，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)工作溫度時的電樞繞

10、組電阻值： 式中Raref 換算到基準(zhǔn)工作溫度時電樞繞組電阻。（）。 Ra電樞繞組的實際冷態(tài)電阻。（）。 ref 基準(zhǔn)工作溫度，對于E級絕緣為75 。 a實際冷態(tài)時電樞繞組的溫度。（） 3、直流儀表、轉(zhuǎn)速表和變阻器的選擇 直流儀表、轉(zhuǎn)速表量程是根據(jù)電機(jī)的額定值和實驗中可能達(dá)到的最大值來選擇，變阻器根據(jù)實驗要求來選用，并按電流的大小選擇串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的接法。 （1）電壓量程的選擇 如測量電動機(jī)兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為1000V量程檔。 （2）電流量程的選擇 因為直流并勵電動機(jī)的額定電流為1.2A，測量電樞電流的電表A3可選用直流電流表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A

11、，電流表A1選用200mA量程檔。 （3）電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1600r/min，轉(zhuǎn)速表選用1800r/min量程檔。 （4）變阻器的選擇 變阻器選用的原則是根據(jù)實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定，電樞回路R1可選用D44掛件的1.3A的90與90串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的0.41A的900與900串聯(lián)電阻。 4、直流他勵電動機(jī)的起動準(zhǔn)備 按圖2-2接線。圖中直流他勵電動機(jī)M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.2A,額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min,額定勵磁電流IfN0.16A。校正直流測功機(jī)MG作為測功機(jī)使用，TG為測速發(fā)電機(jī)。

12、直流電流表選用D31。Rf1用D44的1800阻值作為直流他勵電動機(jī)勵磁回路串接的電阻。Rf2選用D42的1800阻值的變阻器。作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用D44的180阻值作為直流他勵電動機(jī)的起動電阻，R2選用D41的90電阻6只串聯(lián)和D42的900與900并聯(lián)電阻相串聯(lián)作為MG的負(fù)載電阻。 接好線后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。 5、他勵直流電動機(jī)起動步驟（1）檢查按圖2-2的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機(jī)勵磁回路接線是否牢靠。然后，將電動機(jī)電樞串聯(lián)起動電阻R1、測功機(jī)MG的負(fù)載電阻R2、及MG的磁場回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置，M的磁場調(diào)節(jié)

13、電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān)S，并斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，作好起動準(zhǔn)備。 圖22 直流他勵電動機(jī)接線圖 （2）開啟控制屏上的電源總開關(guān)，按下其上方的“開”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關(guān)，觀察M及MG的勵磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使If2 等于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關(guān)，使M起動。 （3）M起動后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應(yīng)為正向偏轉(zhuǎn) ，若不正確，可撥動轉(zhuǎn)速表上正、反向開關(guān)來糾正。調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使電動機(jī)端電壓為220伏。減小起動電阻 R1阻值，直至短接。 （4）合上校正直流測功機(jī)MG的負(fù)載開關(guān)S，調(diào)節(jié)R2 阻值，使MG的負(fù)載電流

14、IF 改變，即直流電動機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩T2 改變（按不同的IF值，查對應(yīng)于If2=100mA時的校正曲線T2=f(IF)，可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)矩T2值）。 （5）調(diào)節(jié)他勵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 分別改變串入電動機(jī)M電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R1和勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。 （6）改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向 將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關(guān)，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關(guān)，使他勵電動機(jī)停機(jī)。在斷電情況下，將電樞（或勵磁繞組）的兩端接線對調(diào)后，再按他勵電動機(jī)的起動步驟起動電動機(jī)，并觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向。 六、注意事項 1、直流他勵電動機(jī)起動時，須將勵磁

15、回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)至最小，先接通勵磁電源,使勵磁電流最大,同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大,然后方可接通電樞電源。使電動機(jī)正常起動。起動后，將起動電阻R1調(diào)至零，使電機(jī)正常工作。 2、直流他勵電動機(jī)停機(jī)時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調(diào)回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)回到最小值。給下次起動作好準(zhǔn)備。 3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。 4、若要測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩T2 ，必須將校正直流測功機(jī)MG的勵磁電流調(diào)整到校正值：100mA，以便從校正曲線中查出電動機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩。 七、實驗報告 1、畫出直流他勵電動機(jī)電樞串電阻起動

16、的接線圖。說明電動機(jī)起動時，起動電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1應(yīng)調(diào)到什么位置?為什么? 2、在電動機(jī)輕載及額定負(fù)載時，增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，電機(jī)的轉(zhuǎn)速如何變化？增大勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻，轉(zhuǎn)速又如何變化？ 3、用什么方法可以改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向？4、為什么要求直流他勵電動機(jī)磁場回路的接線要牢靠？起動時電樞回路必須串聯(lián)起動變阻器？2-2直流發(fā)電機(jī) 一、實驗?zāi)康?1、掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機(jī)的各種運(yùn)行特性，并根據(jù)所測得的運(yùn)行特性評定該被試電機(jī)的有關(guān)性能。 2、通過實驗觀察并勵發(fā)電機(jī)的自勵過程和自勵條件。 二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、什么是發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性？在求取直流發(fā)電機(jī)的特性曲線時，哪些物理量應(yīng)保持不變，

17、哪些物理量應(yīng)測取。 2、做空載特性實驗時，勵磁電流為什么必須保持單方向調(diào)節(jié)？ 3、并勵發(fā)電機(jī)的自勵條件有哪些？當(dāng)發(fā)電機(jī)不能自勵時應(yīng)如何處理？ 三、實驗項目 并勵發(fā)電機(jī)實驗 （1）觀察自勵過程 （2）測外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測取U=f（IL）。 四、實驗設(shè)備及掛件排列順序 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(jī)及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機(jī)1 臺3DJ13直流復(fù)勵發(fā)電機(jī)1 臺4D31直流電壓、毫安、安培表2 件5D44可調(diào)電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關(guān)板1 件7D42三相可調(diào)電阻器1 件 2、屏上掛件排列順序 D31、D44、D31、D42

18、、D51 五、實驗方法 1、并勵發(fā)電機(jī)實驗 （1）觀察自勵過程 1）按實驗2-1六中注意事項2使電機(jī)MG停機(jī)，在斷電的條件下將發(fā)電機(jī)G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖2-4所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調(diào)至最大阻值，打開開關(guān)S。 2）按實驗2-1六中注意事項1起動電動機(jī)，調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=nN，用直流電壓表量發(fā)電機(jī)是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接成他勵方式進(jìn)行充磁。 3）合上開關(guān)S逐漸減小Rf2，觀察發(fā)電機(jī)電樞兩端的電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件。如果不能自勵建壓，將勵磁回路的兩個端頭對調(diào)聯(lián)接即可。 4）對應(yīng)著一定的勵磁電阻，逐步降低發(fā)

19、電機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)電壓隨之下降，直至電壓不能建立，此時的轉(zhuǎn)速即為臨界轉(zhuǎn)速。 （2）測外特性圖24直流并勵發(fā)電機(jī)接線圖 1）按圖2-4接線。調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2到最大,合上負(fù)載開關(guān)S。 2）調(diào)節(jié)電動機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1、發(fā)電機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負(fù)載電阻R2，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出電壓和電流三者均達(dá)額定值，即n=nN，U=UN，IL=IN。 3）保持此時Rf2的值和n=nN不變，逐次減小負(fù)載，直至IL=0，從額定到空載運(yùn)行范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL。 4）共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表2-5中。表2-5 nnN r/min Rf2常值 U（V） IL（A）2-3直流并勵電動機(jī) 一、實驗?zāi)康?/p>

20、 1、掌握用實驗方法測取直流并勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。 2、掌握直流并勵電動機(jī)的調(diào)速方法。 二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、什么是直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？ 2、直流電動機(jī)調(diào)速原理是什么？ 三、實驗項目 1、工作特性和機(jī)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)軌、測速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ2

21、3校正直流測功機(jī)1臺3DJ15直流并勵電動機(jī)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(jī)的工作特性和機(jī)械特性 1）按圖2-6接線。校正直流測功機(jī) MG按他勵發(fā)電機(jī)連接，在此作為直流電動機(jī)M的負(fù)載，用于測量電動機(jī)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26 直流并勵電動機(jī)接線圖 2）將直流

22、并勵電動機(jī)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(jī)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(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使電動機(jī)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(jī)負(fù)載。測取電動機(jī)電樞輸入電流Ia，轉(zhuǎn)速n和校正電機(jī)的負(fù)載電流IF（由校正曲線查出電動

23、機(jī)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(jī)M運(yùn)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，每次測取電動機(jī)的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電

24、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(jī)運(yùn)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(jī)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(jī)的n、If和Ia。共取 78組記錄于表29中。表29 UUN V T2 N·mn（r/min）If（mA）Ia（A） （

25、3）能耗制動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(jī)及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機(jī)1臺3DJ15直流并勵電動機(jī)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(jī)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(jī)起動，能耗制動電阻RL選用D41上180阻值。 5）運(yùn)

26、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(jī)處于自由停機(jī)，記錄停機(jī)時間。 6）重復(fù)起動電動機(jī)，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，把S1合向RL端，記錄停機(jī)時間。 7）選擇RL不同的阻值，觀察對停機(jī)時間的影響。 圖27并勵電動機(jī)能耗制動接線圖 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(jī)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(jī)輸入功率： P1=UI 輸入電流： I=Ia+IfN電動機(jī)效率： 由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率： 2、

27、繪出并勵電動機(jī)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(diǎn)。 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(diǎn)？ 六、思考題 1、并勵電動機(jī)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(jī)運(yùn)行有何影響？ 2、當(dāng)電動機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速降低？ 3、當(dāng)電動機(jī)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(jī)在負(fù)載運(yùn)行中，當(dāng)磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛車”？為什么？第三章 變壓器實

28、驗3-1單相變壓器一、實驗?zāi)康?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(fù)載實驗測取變壓器的運(yùn)行特性。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、變壓器的空載和短路實驗有什么特點(diǎn)？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(yīng)怎樣聯(lián)接才能使測量誤差最??？ 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), cosK=f(IK)。 3、負(fù)載實驗 （1）純電阻負(fù)載 保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。

29、（2）阻感性負(fù)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(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5D42三相可調(diào)電阻器1件6D43三相可調(diào)電抗器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D43圖3-1 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3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量 PN=77W，U1N/U2N=220/55V

30、，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(diǎn)必須測，并在該點(diǎn)附近測的點(diǎn)較密，共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表3-1中。 5）為了計算變壓器的變比，在UN以下測取原方電壓的同時測出副方電壓數(shù)據(jù)也記錄于表3-1中。表3-1序號實 驗 數(shù)

31、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3-2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3-2 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(diǎn)必須測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-2中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()。表3-2 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UK（V

32、）IK（A）PK（W）cosK 5、負(fù)載實驗 實驗線路如圖3-3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(fù)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3-3 負(fù)載實驗接線圖 （1）純電阻負(fù)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(fù)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(fù)載電流，即減小負(fù)載電阻RL的值，從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi)，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。 4）測

33、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3-3中。表3-3 cos2=1 U1=UN= V序 號U2（V）I2（A） （2）阻感性負(fù)載（cos2=0.8） 1）用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負(fù)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(fù)載電流，從空載到額定負(fù)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，I2=I2N兩點(diǎn)必測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中。 表3-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 號U2（V）

34、I2（A）五、注意事項1、在變壓器實驗中，應(yīng)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 由空載實驗測變壓器的原副方電壓的數(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(yīng)于U0=UN時的I0和P0值，并由下式算出激磁參數(shù) 3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(shù) （1）繪出短路特性曲線UK=f(IK) 、PK=f(IK)、co

35、sK=f(IK)。 （2）計算短路參數(shù) 3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(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(yīng)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)。 折算到低壓方 由于短路電阻rK隨溫度變化，因此，算出的短路電阻應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度75時的阻值。 式中：234.5為銅導(dǎo)線的常數(shù),若用鋁導(dǎo)線常數(shù)應(yīng)改為228。 計算短路電壓(阻抗電壓)百分?jǐn)?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方的“T”

36、型等效電路。 5、變壓器的電壓變化率 （1）繪出cos2=1和 cos2=0.8兩條外特性曲線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(jìn)行比較,并分析不同性質(zhì)的負(fù)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(fù)載電流時的變壓器效率,記錄于表3-5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(biāo)么值 表3-5 cos2=0.8

37、 P0= W PKN= WI*2P2(W)0.20.40.60.81.01.2 (2)由計算數(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(fù)載系數(shù)m。 3-2 三相變壓器一、實驗?zāi)康?1、通過空載和短路實驗，測定三相變壓器的變比和參數(shù)。 2、通過負(fù)載實驗，測取三相變壓器的運(yùn)行特性。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、如何用雙瓦特計法測三相功率，空載和短路實驗應(yīng)如何合理布置儀表。 2、三相心式變壓器的三相空載電流是否對稱，為什么？ 3、如何測定三相變壓器的鐵耗和銅耗。 4、變壓器空載和短路實驗時應(yīng)注意哪些問題？一般電源應(yīng)加在哪一方比較合適？三、實驗項目 1、測定變比 2、空載實驗 測取

38、空載特性U0L=f(I0L)，P0=f(U0L), cos0=f(U0L)。 3、短路實驗 測取短路特性UKL=f(IKL)，PK=f(IKL) ，cosK=f(IKL)。 4、純電阻負(fù)載實驗 保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。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4DJ12三相心式變壓器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、D343、DJ12、D42、D51 3、測定變比 圖3-4 三相變壓器變比實驗接線圖實驗線路如圖

39、3-4所示，被測變壓器選用DJ12 三相三線圈心式變壓器，額定容量PN=152/152/152W，UN=220/63.6/55V，IN=0.4/1.38/1.6A， Y/Y接法。實驗時只用高、低壓兩組線圈,低壓線圈接電源，高壓線圈開路。將三相交流電源調(diào)到輸出電壓為零的位置。開啟控制屏上電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，電源接通后，調(diào)節(jié)外施電壓U=0.5UN27.5V測取高、低線圈的線電壓UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，記錄于表3-6中。 表3-6高壓繞組線電壓(V)低壓繞組線電壓(V)變比(K)UABUabKABUBCUbcKBCUCAucaKCA計算：變比K：平均變比： 4、空載實

40、驗圖3-5三相變壓器空載實驗接線圖 1) 將控制屏左側(cè)三相交流電源的調(diào)壓旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，按下“關(guān)”按鈕,在斷電的條件下，按圖3-5接線。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈開路。 2) 按下“開”按鈕接通三相交流電源，調(diào)節(jié)電壓，使變壓器的空載電壓U0L=1.2UN。 3) 逐次降低電源電壓，在(1.20.2)UN范圍內(nèi)， 測取變壓器三相線電壓、線電流和功率。 4) 測取數(shù)據(jù)時，其中U0=UN的點(diǎn)必測,且在其附近多測幾組。共取數(shù)據(jù)8-9組記錄于表3-7中。表3-7序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)U0L(V)I0L(A)P0(W)U0L(V)I0L(A)P0(W)cos0UabUbcUcaI

41、a0Ib0Ic0P01P02 5、短路實驗 1) 將三相交流電源的輸出電壓調(diào)至零值。按下“關(guān)”按鈕，在斷電的條件下，按圖3-6接線。變壓器高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。2) 按下“開”按鈕，接通三相交流電源，緩慢增大電源電壓，使變壓器的短路電流IKL=1.1IN。3) 逐次降低電源電壓，在1.10.2IN的范圍內(nèi)，測取變壓器的三相輸入電壓、電流及功率。4) 測取數(shù)據(jù)時，其中IKL=IN點(diǎn)必測，共取數(shù)據(jù)5-6組。記錄于表3-8中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()，作為線圈的實際溫度。6、純電阻負(fù)載實驗 1) 將電源電壓調(diào)至零值，按下“關(guān)”按鈕，按圖3-7接線。變壓器低壓線圈接電源,高壓線圈經(jīng)開關(guān)S

42、接負(fù)載電阻RL，RL選用D42的1800變阻器共三只，開關(guān)S選用D51掛件。將負(fù)載電阻RL阻值調(diào)至最大，打開開關(guān)S。圖3-6 三相變壓器短路實驗接線圖表3-8 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UKL(V)IKL(A)PK(W)UKL(V)IKL(A)PK(W)cosKUABUBCUCAIAKIBKICKPK1PK2 圖3-7 三相變壓器負(fù)載實驗接線圖 2) 按下“開”按鈕接通電源，調(diào)節(jié)交流電壓，使變壓器的輸入電壓U1=UN。 3) 在保持U1=U1N的條件下，合上開關(guān)S，逐次增加負(fù)載電流，從空載到額定負(fù)載范圍內(nèi)，測取三相變壓器輸出線電壓和相電流。4) 測取數(shù)據(jù)時，其中I2=0和I2=IN

43、兩點(diǎn)必測。共取數(shù)據(jù)7-8 組記錄于表3-9中。 表3-9 U1=U1N= V； cos2=1序號U2（V）I2（A）UABUBCUCAU2IAIBICI2 五、注意事項 在三相變壓器實驗中，應(yīng)注意電壓表、電流表和功率表的合理布置。做短路實驗時操作要快，否則線圈發(fā)熱會引起電阻變化。六、實驗報告 1、計算變壓器的變比 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算各線電壓之比，然后取其平均值作為變壓器的變比。 2、根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù)作空載特性曲線并計算激磁參數(shù)(1) 繪出空載特性曲線U0L =f(I0L)，P0=f(U0L)，cos0=f(U0L)(2) 計算激磁參數(shù) 從空載特性曲線查出對應(yīng)于U0L=UN時的I0L和P0值，并由下式求取激磁參數(shù)。表3-7中 式中 ，P0 變壓器空載相電壓，相電流，三相空載功率（注：Y接法，以后計算變壓器和電機(jī)參數(shù)時都要換算成相電壓，相電流）。 3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(shù) (1) 繪出短路特性曲線 UKL=f(IKL)，PK=f(IKL)，cosK=f(IKL)式中 (2) 計算短路參數(shù) 從短路特性曲線查出對應(yīng)于IKL=IN時的UKL和PK值