電機(jī)與電力拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(2023教學(xué)版)

電機(jī)及電力拖動(dòng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室編河北工程大學(xué)教務(wù)處（二〇一四年）目錄TOC\h\z\t"標(biāo)題2,1"實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程0預(yù)備實(shí)驗(yàn)直流電機(jī)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn) 1實(shí)驗(yàn)一直流電動(dòng)機(jī)4實(shí)驗(yàn)二直流電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的機(jī)械特性測(cè)試7實(shí)驗(yàn)三單相變壓器實(shí)驗(yàn)11實(shí)驗(yàn)四三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速16實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程為順利完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，確保人身安全與設(shè)備安全，實(shí)驗(yàn)者要遵守如下規(guī)定：1、接線、拆線或多處改接線路時(shí)要切斷電源。實(shí)驗(yàn)中確需帶電更改少量線路時(shí)，可用一只手操作，一次拔插一根線，不可雙手同時(shí)接觸線路。任何時(shí)候人體都不得接觸導(dǎo)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(dǎo)教師檢查，并使周圍同學(xué)注意后方可接通電源。3、實(shí)驗(yàn)中如發(fā)生事故，應(yīng)立即切斷電源，并妥善處理。4、實(shí)驗(yàn)室總電源開關(guān)的閉合由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員操作，其他人員允許分閘但不得合閘。5、實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，要謹(jǐn)防衣服、圍巾和頭發(fā)等卷入其中造成人身傷害。預(yù)備實(shí)驗(yàn)直流電機(jī)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行電機(jī)實(shí)驗(yàn)的安全教育和明確實(shí)驗(yàn)的基本要求。認(rèn)識(shí)在直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)中所用的電機(jī)、儀表、變阻器等組件。學(xué)習(xí)他勵(lì)電機(jī)（并勵(lì)電機(jī)接他勵(lì)方式）的接線、起動(dòng)、改變電機(jī)轉(zhuǎn)向以及調(diào)速的方法。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的基本要求。直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，為什么在電樞回路中需要串接起動(dòng)變阻器？直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁回路串接的磁場(chǎng)變阻器應(yīng)調(diào)至什么位置？為什么？三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目了解實(shí)驗(yàn)裝置中電機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的直流電機(jī)電樞電源、勵(lì)磁電源、校正過(guò)的直流電機(jī)、可調(diào)電阻器、智能直流電壓電流表RTZN02、電動(dòng)機(jī)RTDJ32的使用方法。直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)。改變串入電樞回路電阻或改變串入勵(lì)磁回路電阻時(shí)，觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備RTZN02或JPT01智能直流電壓表、安培表，用2只JPZN12-1智能轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率表RTDJ09三相可調(diào)電阻器（90Ω）RTDJ10三相可調(diào)電阻器（900Ω）RTDJ32直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)JPDJ45校正過(guò)直流電機(jī)JPDJ47-1電機(jī)導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器RTDJ12波形測(cè)試及開關(guān)板（可以不用開關(guān)，直接插拔實(shí)驗(yàn)線）五、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明及操作步驟1、由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師講解電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求，安全操作和注意事項(xiàng)。介紹實(shí)驗(yàn)裝置的使用方法。2、儀表和三相可調(diào)電阻器的選擇儀表的量程是根據(jù)電機(jī)的額定值和實(shí)驗(yàn)中可能達(dá)到的最大值來(lái)選擇。電壓量程的選擇如測(cè)量電動(dòng)機(jī)兩端為220伏的直流電壓，選用RTZN02或JPZN01的直流電壓表，該電壓表量程均為300V量程。電流量程的選擇因?yàn)轭~定電流為1.25A，測(cè)量電樞電流的電流表可選用RTZN02或JPZN01的直流安培表。額定勵(lì)磁電流小于0.16A，電流表選用直流毫安表。變阻器的選擇變阻器選用的原則是根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所需的阻值和流過(guò)變阻器最大的電流來(lái)確定。3、直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)實(shí)驗(yàn)線路如圖0-1所示。圖中Ｍ為直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，選用RTDJ32，額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.25A，額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min，額定勵(lì)磁電流IfN<0.16A。MG為校正過(guò)直流電機(jī)，TG為旋轉(zhuǎn)編碼器。直流電壓電流表選用RTZN02或JPZN01。R1用RTDJ09的180Ω的阻值，Rf1用RTDJ10的1800Ω的阻值，R2選用RTDJ10的兩個(gè)900Ω電阻的并聯(lián)阻值，Rf2用RTDJ10的兩個(gè)900Ω電阻的串聯(lián)阻值。接線完畢，把直流電機(jī)M與校正過(guò)的直流電機(jī)MG之間用聯(lián)軸器直接聯(lián)接，上緊定位螺絲，由旋轉(zhuǎn)編碼器TG配合JPZN12-1測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將電樞電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋至最小位置，起動(dòng)后應(yīng)檢查電壓是否可調(diào)，如發(fā)現(xiàn)電壓不能調(diào)節(jié)，應(yīng)關(guān)機(jī)檢查原因。圖0-1直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)接線圖他勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)步驟接線時(shí)應(yīng)切斷電源。接好線后檢查接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否合理，勵(lì)磁回路接線是否可靠。然后，將起動(dòng)電阻R1調(diào)到最大位置，作好起動(dòng)準(zhǔn)備。開啟電源總開關(guān)，按下控制屏面板上的“啟動(dòng)”按鈕，接通面板中間左邊的勵(lì)磁電源，觀察電動(dòng)機(jī)M及校正直流電機(jī)MG的勵(lì)磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使If2等于校正值100mA并保持不變，再接通面板中間右邊的電樞電源，使M起動(dòng)。順時(shí)針調(diào)節(jié)電樞電源調(diào)壓旋鈕，使電動(dòng)機(jī)端電壓加到220V。減小起動(dòng)電阻R1直至短接，起動(dòng)完畢。5、調(diào)節(jié)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速分別改變串入電樞回路的調(diào)節(jié)電阻和勵(lì)磁回路的調(diào)節(jié)電阻，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。6、改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向切斷電源，將電樞兩端或勵(lì)磁繞組兩端接線對(duì)調(diào)后，起動(dòng)電機(jī)，觀察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向。六、注意事項(xiàng)RTZN02或JPZN01直流電壓表、電流表的電源插頭，應(yīng)插到實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源插座中。測(cè)量前注意儀表的量程、極性及其接法是否正確和得當(dāng)，并及時(shí)糾正。直流并（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Rf1調(diào)至最小，先接通勵(lì)磁電源，使勵(lì)磁電流量大，同時(shí)必須將電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R1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R1調(diào)至零，使電機(jī)正常工作。直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵(lì)磁電源，同時(shí)必須將電樞串聯(lián)的起動(dòng)電阻R1調(diào)回到最大值，勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)回到最小值，給下次起動(dòng)作好準(zhǔn)備。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告畫出直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)的接線圖。說(shuō)明電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電阻R1和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1應(yīng)調(diào)到什么位置？為什么？增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，電機(jī)的轉(zhuǎn)速是如何變化？增大勵(lì)磁回路的調(diào)節(jié)電阻，轉(zhuǎn)速又如何變化？用什么方法可以改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向？為什么要求直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)回路的接線要牢靠？實(shí)驗(yàn)一直流電動(dòng)機(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼脤?shí)驗(yàn)方法測(cè)取直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。掌握直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)什么是直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理是什么？三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目工作特性和機(jī)械特性保持U=UN和If=IfN不變，測(cè)取n,M2、n=f(Ia)及n=f(M2)。調(diào)速特性改變電樞電壓調(diào)速保持U=UN和If=IfN常值，M2=常值，測(cè)取n=f(U0)。改變勵(lì)磁電流調(diào)速保持U=UN，T2=常值，R1=0，測(cè)取n=f(If)。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備RTZN02或JPT01智能直流電壓表、安培表，用2只JPZN12-1智能轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率表RTDJ09三相可調(diào)電阻器（90Ω）RTDJ10三相可調(diào)電阻器（900Ω）RTDJ32直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)JPDJ45校正過(guò)直流電機(jī)JPDJ47-1電機(jī)導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器RTDJ12波形測(cè)試及開關(guān)板實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟1、直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)線路如圖1-1所示。R1用RTDJ09的180Ω的阻值，Rf1用RTDJ10的1800Ω的阻值，R2選用RTDJ10的兩個(gè)900Ω電阻的并聯(lián)阻值，Rf2用RTDJ10的兩個(gè)900Ω電阻的串聯(lián)阻值。電動(dòng)機(jī)選用RTDJ32直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，JPDJ45校正過(guò)的直流電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)負(fù)載。按照預(yù)備實(shí)驗(yàn)方法起動(dòng)直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)。將電阻R1調(diào)到零，同時(shí)調(diào)節(jié)電樞電源電壓值為220V，調(diào)節(jié)Rf2阻值，把If2調(diào)到100mA，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2和電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1，使電機(jī)滿足額定值U=UN，I=IN，n=nN，其勵(lì)磁電流為額定勵(lì)磁電流IfN，在保持U=UN和If=IfN不變的條件下，逐次減小電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，即將校正過(guò)的直流電機(jī)的負(fù)載電阻逆時(shí)針調(diào)到最大，至空載。測(cè)取電動(dòng)機(jī)輸入電流I，轉(zhuǎn)速n和校正電機(jī)的轉(zhuǎn)矩M2，共取6-7組資料，記錄于表1-1中。圖1-1直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)接線圖表1-1U=UN=VIf=IfN=A實(shí)驗(yàn)資料Ia（A）n(r/min)M2(N.m)計(jì)算資料I(A)P2(W)η(%)2、調(diào)速特性（1）改變電樞端電壓的調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，將電阻R1調(diào)至零，If2調(diào)到校正值100mA，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2、電樞電壓及磁場(chǎng)電阻Rf1，使M的U=UN，Ia=0.5IN，If=IfN。保持此時(shí)的M2值和If=IfN，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(cè)取電動(dòng)機(jī)的端電壓Ua,轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia，共取5-6組資料，記錄于表1-2中。表1-2If=IfN=AM2=N.mUa(V)n(r/min)Ia(A)（2）改變勵(lì)磁電流的調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，將電阻R1和電阻Rf1調(diào)至零，調(diào)節(jié)MG的磁場(chǎng)電阻使If2調(diào)至校正值100mA，再調(diào)節(jié)M的電樞電壓和MG的負(fù)載，使電動(dòng)機(jī)U=UN，Ia=0.5IN，保持此時(shí)的M2值和U=UN的值，逐次增大磁場(chǎng)電阻Rf1,直至n=1.3nN,每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的n、If、Ia，共取5-6組資料，記錄于表1-3中。表1-3U=UN=VM2=N.mn(r/min)If(A)Ia(A)實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、由表1-1計(jì)算出I、P2和η，并繪出n=f(M2)、n=f(Ia)的特性曲線。電動(dòng)機(jī)輸出功率P2=0.105nM2，式中M2的單位為N.m，n的單位為r/min。電動(dòng)機(jī)輸入功率P1=UI。電動(dòng)機(jī)效率η=P2/P1ⅹ100%。由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：△n=(n0-nN)/nNⅹ100%。2、繪出并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性曲線n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載兩種速時(shí)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)。實(shí)驗(yàn)二直流電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的機(jī)械特性測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼脤?shí)驗(yàn)方法測(cè)定他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)械特性的方法。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)改變直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性有哪些方法。直流電動(dòng)機(jī)在什么情況下，從電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài)。直流電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電勢(shì)平衡方程式以及機(jī)械特性。直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電動(dòng)勢(shì)平衡方程式以及機(jī)械特性。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)定電動(dòng)及回饋制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。測(cè)定能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。測(cè)定電動(dòng)及反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備RTDJ34／RTDJ31直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)／直流復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)RTDJ09／RTDJ10／RTDJ37電阻掛箱RTZN02智能直流電壓電流表掛箱，用2只RTDJ12波形測(cè)試及開關(guān)板手持式轉(zhuǎn)速表五、實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)接線按圖2-1接線，圖中各部分說(shuō)明如下：MD和Ldf為被測(cè)直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組和勵(lì)磁繞組，使用RTDJ34直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，接成他勵(lì)方式使用。額定電壓220V，電流1.1A，轉(zhuǎn)速1500rpm。MG和Lgf為作測(cè)試設(shè)備使用的直流電機(jī)的電樞繞組和勵(lì)磁繞組，使用RTDJ34直流復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，接成他勵(lì)方式使用。與被測(cè)電機(jī)同軸連接。電阻R1＝900Ω，選用RTDJ37上端的電阻。R2＝360Ω＝180Ω＋180Ω，選用RTDJ37中間的電阻和RTDJ09上端的電阻。R3＝3600Ω＝1800Ω＋1800Ω，選用RTDJ10上端和中間的電阻。R4＝810Ω＝450Ω＋180Ω＋180Ω，選用RTDJ10下端的電阻（兩只900Ω并聯(lián)）、RTDJ09中間的電阻和下端的電阻。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?！爸绷麟姍C(jī)勵(lì)磁電源”和“直流電機(jī)電樞電源”分別取自實(shí)驗(yàn)臺(tái)左邊電源控制屏中部的相應(yīng)電源輸出。發(fā)電機(jī)電樞回路里可并聯(lián)一只直流電壓表，用RTZN02上端的電壓表。直流電機(jī)勵(lì)磁電源直流電機(jī)勵(lì)磁電源(220V)直流電機(jī)電樞電源(40～220V)MGA4R2IaIgaR4LgfMDR1IfIgfR3LdfA2S112S212＋－－A3A1＋－－圖2-1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下機(jī)械特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)接線圖電動(dòng)及回饋制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性測(cè)定R2和R4阻值調(diào)到最大。S1合向電源側(cè)1，S2置于中間位置。電樞電源調(diào)到最低（旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底），并關(guān)閉電樞電源開關(guān)。閉合實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源總開關(guān)，按下起動(dòng)按鈕，接通勵(lì)磁電源開關(guān)。調(diào)節(jié)電阻R1使電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流If＝110mA；調(diào)節(jié)電阻R3使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流Igf＝100mA。接通電樞回路電源，升高電樞電源電壓到220V并保持不變。這時(shí)電機(jī)應(yīng)該起動(dòng)到了較高速度正常運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察是否有異常。用直流電壓表檢測(cè)S2中間位置兩接線端與電源側(cè)“1”（圖中右側(cè)）兩接線端的極性是否相同。若不同，對(duì)調(diào)S2電源側(cè)的兩條線，使之極性相同。把S2扳到短路線側(cè)“2”，把R2調(diào)到“0Ω”，減小R4使被測(cè)電機(jī)MD電樞電流Ia＝1.0A。該點(diǎn)作為第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，把電樞電流和轉(zhuǎn)速計(jì)入表2-1。逐次增大R4阻值直至發(fā)電機(jī)空載（把S2置于中間位置實(shí)現(xiàn)），測(cè)取若干組電動(dòng)機(jī)電樞電流和轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)填入表2-1。表2－1電動(dòng)及回饋制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性測(cè)試數(shù)據(jù)表測(cè)試條件Ua＝UN=220V，If＝110mA，R2=0Ω電樞電流Ia(A)0.80.60.40.2(rpm)電樞電流Ia(A)0.0?0.1?0.2?0.3?0.4(rpm)把S2扳到電源側(cè)“1”（這時(shí)R4應(yīng)是最大值），使發(fā)電機(jī)也接入電源，電源極性是使發(fā)電機(jī)能產(chǎn)生與電動(dòng)機(jī)相同方向的電磁轉(zhuǎn)矩。減小R4到“0Ω”，并適當(dāng)調(diào)節(jié)R3，使電動(dòng)機(jī)電流Ia降到“0.0A”。這時(shí)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是電動(dòng)機(jī)的理想空載點(diǎn)。把電樞電流和轉(zhuǎn)速計(jì)入表2-1。如果上一步?jīng)]能測(cè)“Ia＝+0.2A”的點(diǎn)，可在此通過(guò)調(diào)節(jié)R3找到并測(cè)該點(diǎn)。逐漸增大R3阻值（弱磁）使發(fā)電機(jī)增加出力，轉(zhuǎn)速升高，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入第二象限回饋制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行。在增大R3的過(guò)程中測(cè)取電動(dòng)機(jī)電樞電流和轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)填入表2-1。注意：機(jī)組最高轉(zhuǎn)速不可超過(guò)2000轉(zhuǎn)/分。通過(guò)調(diào)節(jié)R3使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流恢復(fù)到正常值Igf＝100mA。能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性把R4置最大值，S2置于電源側(cè)1不變。把電動(dòng)機(jī)電樞電阻R2調(diào)到“180Ω”（一個(gè)旋鈕置最大，另一個(gè)置最?。?，扳S1使之置于短路線側(cè)“2”。減小R4阻值，使電機(jī)轉(zhuǎn)速上升，直至電動(dòng)機(jī)的電樞電流達(dá)到0.8A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作于能耗制動(dòng)狀態(tài)。然后逐次增大R4阻值使轉(zhuǎn)速降低，測(cè)取幾組電動(dòng)機(jī)電樞電流和轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)填入表2-2。注意電動(dòng)機(jī)電流為負(fù)值。測(cè)試中必要時(shí)可降低電樞電源電壓，測(cè)完后恢復(fù)額定值。表2－2能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性測(cè)試數(shù)據(jù)表測(cè)試條件Ua＝0V，If＝110mA，R2=180Ω電樞電流Ia(A)?0.8?0.6?0.4?0.20.0(rpm)0電動(dòng)及反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性測(cè)定把電動(dòng)機(jī)電樞電阻R2置最大值“360Ω”，把R4置最大值，對(duì)調(diào)S2電源側(cè)1的兩條電源線使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)方向相反。S1和S2都置于電源側(cè)“1”。逐漸減小R4阻值，使電機(jī)減速直至為零。繼續(xù)減小R4，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入“反向”旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在反方向上逐漸上升，此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作于反接制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，直至電動(dòng)機(jī)的電樞電流達(dá)到0.8A。然后逐次增大R4阻值直至發(fā)電機(jī)空載（S2置于中間位置），測(cè)取6～7組電動(dòng)機(jī)電樞電流和轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)填入表2-3。注意電動(dòng)機(jī)在第四象限運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速n為負(fù)值。表2－3電動(dòng)及反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性測(cè)試數(shù)據(jù)表測(cè)試條件Ua＝UN=220V，If＝110mA，R2=360Ω電樞電流Ia(A)0.80.70.60.5(rpm)六、注意事項(xiàng)每次起動(dòng)機(jī)組時(shí)，打開電樞電源之前，必須確保電樞電源調(diào)節(jié)旋鈕在最小位置（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底）,每次斷開電樞電源之后要把該旋鈕旋轉(zhuǎn)到使輸出最小位置。要按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書配電阻，以保證在不改接線情況下順利做完實(shí)驗(yàn)。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁一定要接并勵(lì)繞組，錯(cuò)接串勵(lì)繞組等于給電源短路。所有記錄的數(shù)據(jù)都是電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)，切勿讀錯(cuò)表。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出電動(dòng)機(jī)的上述三條機(jī)械特性n＝?(Ia)，并結(jié)合理論課內(nèi)容和測(cè)試過(guò)程對(duì)特性曲線進(jìn)行說(shuō)明。八、思考題回饋制動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，如何判別電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在理想空載點(diǎn)？直流電動(dòng)機(jī)從第一象限運(yùn)行到第二象限轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向不變，試問(wèn)電磁轉(zhuǎn)矩的方向是否也不變？為什么？當(dāng)電動(dòng)機(jī)MD從第一象限運(yùn)行到第四象限，其轉(zhuǎn)向反了，而電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，為什么？作為負(fù)載的MG，從第一到第四象限其電磁轉(zhuǎn)矩方向是否改變？為什么？在電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電機(jī)MD運(yùn)行在第一象限時(shí)，作為負(fù)載的電機(jī)MG是運(yùn)行在什么狀態(tài)？當(dāng)MD進(jìn)入第四象限時(shí)，MG又運(yùn)行在什么狀態(tài)？實(shí)驗(yàn)三單相變壓器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)空載和短路試驗(yàn)測(cè)定變壓器的變比和參數(shù)。通過(guò)負(fù)載試驗(yàn)測(cè)取變壓器的運(yùn)行特性。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)變壓器的空載和短路試驗(yàn)有什么特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)中電源電壓一般加在哪一方合適？在空載和短路試驗(yàn)中，各種儀表應(yīng)怎樣聯(lián)接才能使測(cè)量誤差最?。咳绾斡脤?shí)驗(yàn)方法測(cè)定變壓器鐵耗及銅耗。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容空載試驗(yàn)測(cè)取空載特性Uo=?(Io)，Po=?(Uo)。短路試驗(yàn)測(cè)取短路特性UK=?(IK)，PK=?(IK)。純電阻負(fù)載試驗(yàn)保持U1=UN,COSΦ2=1的條件下，測(cè)取U2=?(I2)。阻感性負(fù)載試驗(yàn)保持U1=UN，COSΦ2=0.8的條件下，測(cè)取U2=?(I2)。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備RTDJ03三相組式變壓器，其額定值為：

PN＝77W，U1N／U2N＝220／55V，I1N／I2N=0.35／1.4ARDJ09／RTDJ21三相可調(diào)電阻器（90Ω）／電感器實(shí)驗(yàn)掛箱RTZN08／RTZN09三相交流電流表／電壓表RTZN07智能功率表、功率因數(shù)表三相調(diào)壓器輸出三相調(diào)壓器輸出電源控制屏AV1UVWWPOUOXAaxIO**V2UAX圖3-1單相變壓器空載試驗(yàn)接線圖五、實(shí)驗(yàn)操作1、空載試驗(yàn)按圖3-1接線，注意切斷三相可調(diào)壓交流電源。被試變壓器選用RTDJ03中的任意一只。變壓器的低壓線圈a－x接電源，高壓線圈A－X開路。把調(diào)壓器手柄旋到零位（即將實(shí)驗(yàn)臺(tái)左側(cè)調(diào)壓器手柄逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到底，使調(diào)壓器輸出三相交流電源電壓為零）。合上實(shí)驗(yàn)臺(tái)總電源開關(guān)，按下“啟動(dòng)”按鈕，接通調(diào)壓器輸出開關(guān)（按下調(diào)壓器輸出“接通”按鈕或?qū)⒄{(diào)壓器輸出鈕子開關(guān)旋轉(zhuǎn)到水平位置），使實(shí)驗(yàn)線路接通交流電源。調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕使被測(cè)變壓器空載電壓Uo=1.2UN。逐次降低電源電壓，在1.2～0.5UN的范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的Uo、Io、Po，共測(cè)取6-7組數(shù)據(jù)。U=UN點(diǎn)必須測(cè)數(shù)據(jù)，并在該點(diǎn)附近測(cè)試點(diǎn)分布較密，。為了計(jì)算變壓器的變比，在電壓低于UN的點(diǎn)測(cè)試時(shí)讀取副邊電壓，數(shù)據(jù)也記錄于表3-1中。表3-1變壓器空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表序號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)Uo（V）Io（A）Po（W）UAX（V）COSΦo166260.5355449.5544635.7727.5測(cè)完數(shù)據(jù)后，斷開調(diào)壓器輸出開關(guān)（按下調(diào)壓器輸出“斷開”按鈕或?qū)⒄{(diào)壓器輸出鈕子開關(guān)旋轉(zhuǎn)到垂直位置），按下控制屏上的“停止”按鈕，使實(shí)驗(yàn)線路和設(shè)備斷電。把調(diào)壓器手柄旋到零位。2、短路試驗(yàn)按圖3-2接線。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(duì)調(diào)壓器輸出電壓變化的敏感性，可取Rw＝90～180Ω，使用RTDJ37中間的電阻。注意：改接線路時(shí)要先關(guān)斷電源。把調(diào)壓器手柄旋到零位，三相調(diào)壓器輸出電源控制屏AVUVWWRWPKUKXAaxIK**圖3-2單相變壓器短路試驗(yàn)接線圖按下“啟動(dòng)”按鈕，接通調(diào)壓器輸出開關(guān)。逐次緩慢增加變壓器電壓，直到短路電流等于1.1IN為止，在“（1.1～0.2）IN三相調(diào)壓器輸出電源控制屏AVUVWWRWPKUKXAaxIK**圖3-2單相變壓器短路試驗(yàn)接線圖注意：本實(shí)驗(yàn)應(yīng)在盡量短時(shí)間內(nèi)完成，因?yàn)樽儔浩鞯睦@組很快就發(fā)熱，使繞組電阻增大，讀數(shù)產(chǎn)生偏差。表3-2變壓器短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表序號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)IK（A）UK（V）PK（W）COSΦK10.38520.3530.31540.24550.17560.073、純電阻性負(fù)載試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖3-3所示。變壓器高壓線圈接電源，低壓線圈接負(fù)載電阻Rz。Rz取RTDJ09中的四只90Ω電阻串聯(lián)，并將其調(diào)到最大。功率因數(shù)表取自RTZN07，通過(guò)“功能”鍵和“確認(rèn)”健設(shè)為功率因數(shù)表。電感Lz暫不接。三相調(diào)壓器輸出三相調(diào)壓器輸出電源控制屏A1V1UVWU1XAaxI1V2U2圖3-3單相變壓器負(fù)載試驗(yàn)接線圖AcosφRzI2**Lz把調(diào)壓器手柄旋到零位，按下“啟動(dòng)”按鈕，接通調(diào)壓器輸出開關(guān)。在空載情況下調(diào)節(jié)調(diào)壓器使變壓器輸入電壓U1＝UN＝220V，并保持不變。逐次減小負(fù)載電阻Rz，使變壓器電流增大，從空載（拔斷Rz連接線實(shí)現(xiàn)）到額定負(fù)載的范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。共取數(shù)據(jù)5～6組，記錄于表3-3中。注意I2＝0和I2＝I2N＝1.4A兩點(diǎn)必需測(cè)。表3-3變壓器純電阻性負(fù)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表測(cè)試條件：U1＝U1N＝220V，COSΦ2＝1I2（A）0.00.350.71.051.41.75U2（V）4、阻感性負(fù)載試驗(yàn)（COSΦ2＝0.8）實(shí)驗(yàn)線路同圖3-3，把負(fù)載電感接入，與負(fù)載電阻并聯(lián)。電阻調(diào)至最大，電感暫取兩只700mH串聯(lián)。把調(diào)壓器手柄旋到零位，按下“啟動(dòng)”按鈕，接通調(diào)壓器輸出開關(guān)。調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出使變壓器輸入電壓U1＝UN＝220V，并保持不變。在電感掛箱上通過(guò)串并聯(lián)分別連接出表3－4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(gè)電感值下通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)載電阻把功率因數(shù)調(diào)為COSΦ2＝0.8，測(cè)取變壓器的輸出電壓U2和電流I2，記錄于表3-4中。注意要測(cè)空載點(diǎn)（I2＝0）（拔斷Rz和Lz連接線實(shí)現(xiàn)）。表3-4變壓器阻感性負(fù)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表測(cè)試條件：U1＝U1N＝220V，COSΦ2＝0.8Lz(mH)—1400700467350233I2（A）0.0U2（V）六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告計(jì)算變比由空載試驗(yàn)所得變壓器原副邊電壓的數(shù)據(jù)分別計(jì)算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。變比計(jì)算公式為：K=UAX／Uax。繪出空載特性曲線和計(jì)算激磁參數(shù)繪出空載特性曲線Io＝?(Uo)，Po＝?(Uo)，COSΦo＝?(Uo)。其中：COSΦo＝Po／(Uo×Io)計(jì)算激磁參數(shù)從空載特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于Uo＝UN時(shí)的Io和Po值，并由下式算出激磁參數(shù)：rm＝Po／Io2，Zm＝Uo／Io，Xm＝√Zm2－rm2繪出短路特性曲線和計(jì)算短路參數(shù)繪出短路特性曲線UK＝?(IK)、PK＝?(IK)、COSΦK＝?(IK)。計(jì)算短路參數(shù)從短路特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于短路電流IK=IN時(shí)的UK和PK值，由下式算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為θ（℃）時(shí)的短路參數(shù)：Z′K＝UK／IK，r′K＝PK／IK2，X′K＝√ZK2-rK2折算到低壓側(cè)ZK＝Z′K／K2，rK＝r′K／K2，XK＝X′K／K2由于短路電阻rK隨溫度變化，因此，算出的短路電阻要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度75℃作時(shí)的阻值。rK75℃＝rKθ×(235.5+75)／(234.5+θ)，ZK75℃=√r2K75℃+X2K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(jì)算短路電壓（阻抗電壓）百分?jǐn)?shù)：UK%＝IN×ZK75℃／UN×100%，UKr%＝IN×rK75℃／UN×100%UKX%＝IN×XK／UN×100%，IK=IN時(shí)短路損耗PKN=I2N×rK75℃利用空載和短路試驗(yàn)測(cè)定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“Г”型等效電路（標(biāo)上參數(shù)）。變壓器的電壓變化率△u繪出COSΦ2=1和COSΦ2=0.8兩條外特性曲線U2=?(I2)，由特性曲線計(jì)算I2=I2N時(shí)的電壓變化率△u%=(U2O－U2)／U2O×100%根據(jù)實(shí)驗(yàn)求出的參數(shù)，算出在I2=I2N下COSΦ2=1和COSΦ2=0.8時(shí)的電壓變化率：△u=UKr×COSΦ2+UKX×sinΦ2將兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，分析不同性質(zhì)的負(fù)載對(duì)變壓器輸出電壓U2的影響。6、繪出被試變壓器效率特性曲線（1）用間接法算出COSΦ2=0.8不同負(fù)載電流時(shí)的變壓器效率，記錄于表3-5中。η={1-(PO+β2×PKN)／(β×SN×COSΦ2+PO+β2×PKN)}×100%式中：β×SN×COSΦ2=P2（W）；PKN為變壓器IK=IN時(shí)的短路損耗（W）；PO為變壓器UO=UN時(shí)的空載損耗（W）;β=I2/I2N為副邊電流標(biāo)么值。表3-5不同負(fù)載電流時(shí)的變壓器效率計(jì)算表COSΦ2=0.8，PO=W，PKN=Wβ=I2/I2N0.20.40.60.81.01.2P2（W）η（2）由計(jì)算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線η=?(β)。（3）計(jì)算被試變壓器η=ηmax時(shí)的負(fù)載系數(shù)βm：βm=√PO／PKN七、注意事項(xiàng)要保證功率表的電壓線圈并入被測(cè)電路，電流線圈串入被測(cè)電路。實(shí)驗(yàn)電源引出端一定要在電源控制屏交流調(diào)壓器輸出端。原邊和付邊有不同的額定電壓，調(diào)壓時(shí)一定要注意。尤其注意第一項(xiàng)內(nèi)容的額定電壓為55V，最大調(diào)到66V。接通電源前調(diào)壓器要調(diào)回零。調(diào)節(jié)一個(gè)指定電壓時(shí)以所接電壓表為準(zhǔn)。不能依據(jù)調(diào)壓器手柄的指針或電源屏上端的電壓表，因?yàn)槟抢锸窍嚯妷?。?shí)驗(yàn)四三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)熟悉異步電動(dòng)機(jī)的幾種起動(dòng)方法，了解繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速方法。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)方法和起動(dòng)性能指標(biāo)。復(fù)習(xí)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的原理及其不足。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容鼠籠式異步電機(jī)的直接起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)。鼠籠式異步電機(jī)的星／三角（Y－△）降壓起動(dòng)。繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻起動(dòng)與調(diào)速。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備指針式交流電流表（位于電源控制屏上部右側(cè)）RTZN09智能存儲(chǔ)式真有效值電壓表RTDJ35或JPDJ35三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。額定功率90W或100W，額定電壓220V（△接法）或380V（Y接法），額定電流0.5A（△接法），額定轉(zhuǎn)速1420rpm。RTDJ36或JPDJ36三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)。額定功率100W，額定電壓220V（Y接法），額定電流0.55A或0.6A，額定轉(zhuǎn)速1400rpm。JPDJ47-1電機(jī)導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器RTDJ37繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻掛箱RTDJ12開關(guān)掛箱五、實(shí)驗(yàn)操作三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)實(shí)驗(yàn)三相調(diào)壓器輸出電源控制屏M3~AVUVW圖4-1異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)三相調(diào)壓器輸出電源控制屏M3~AVUVW圖4-1異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)把交流調(diào)壓器調(diào)到零位，開啟實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源總開關(guān)（實(shí)驗(yàn)臺(tái)左端側(cè)面的開關(guān)）。按下實(shí)驗(yàn)臺(tái)的“啟動(dòng)”按鈕（電源控制屏下端中間），接通“調(diào)壓器輸出”開關(guān)（在起動(dòng)按鈕下面），調(diào)節(jié)調(diào)壓器（手柄在實(shí)驗(yàn)臺(tái)左端側(cè)面）使輸出線電壓達(dá)到電機(jī)額定電壓220V。然后斷開調(diào)壓器輸出開關(guān)，使電機(jī)停下來(lái)。待電機(jī)完全停止旋轉(zhuǎn)后，再接通“調(diào)壓器輸出”開關(guān)，使電機(jī)全壓直接起動(dòng)。記下電流表指針受起動(dòng)電流沖擊偏轉(zhuǎn)到的最大值，填至表4-1。將調(diào)壓器調(diào)到零位,斷開“調(diào)壓器輸出”開關(guān)，斷開“停止”按鈕。表4-1鼠籠式異步機(jī)全壓起動(dòng)沖擊電流試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄測(cè)量值Ist’(A)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)按圖4-1接線，但電流表選用數(shù)字交流電流表。給電機(jī)軸伸端裝上圓盤、支架和彈簧秤（注：圓盤直徑D為60cm）。按下“啟動(dòng)”按鈕，接通“調(diào)壓器輸出”開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓，使電機(jī)電流達(dá)額定值的2倍左右（可取1.0～1.1A），讀取電壓值UK和轉(zhuǎn)矩值MK，記下電流值IK，并將數(shù)據(jù)填入表4-2。該過(guò)程可重復(fù)多次，取其平均值作為短路計(jì)算的依據(jù)。注意：每次測(cè)試通電時(shí)間不應(yīng)超過(guò)10秒，兩次測(cè)試之間要有一定的時(shí)間間隔，以免繞組過(guò)熱。將調(diào)壓器調(diào)到零位,斷開“調(diào)壓器輸出”開關(guān)，斷開“停止”按鈕。表4-2鼠籠式異步機(jī)堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄次序12345平均值UK(V)IK(A)MK(Nm)上表中的MK可按下式進(jìn)行計(jì)算：Mk=F*D/2星形—三角形（Y－△）降壓起動(dòng)按圖4-2接線，電流表用指針式交流電流表。鼠籠機(jī)安裝