電機(jī)電器與控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

電工電子與電氣試驗(yàn)室電機(jī)電器與掌握試驗(yàn)指導(dǎo)書學(xué)生試驗(yàn)守則一、 試驗(yàn)前必需認(rèn)真預(yù)習(xí)試驗(yàn)內(nèi)容明確試驗(yàn)?zāi)康?，步驟、原理答復(fù)教師提出的預(yù)習(xí)問題，對(duì)預(yù)備不充分的不得進(jìn)展試驗(yàn)。二、 做試驗(yàn)時(shí)必需嚴(yán)格遵守試驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度，聽從教師和試驗(yàn)技術(shù)人員的指導(dǎo)。三、 疼惜儀器設(shè)備，節(jié)約材料；使用前具體檢查使用后整理就位，覺察喪失或損壞應(yīng)的物品帶出室外。四、 試驗(yàn)時(shí)必需留意安全防止人身和設(shè)備事故發(fā)生假設(shè)發(fā)生事故應(yīng)馬上切斷電源準(zhǔn)時(shí)報(bào)告并保持現(xiàn)場(chǎng)，不得自行處理，待查明緣由排解故障后，方可連續(xù)試驗(yàn)。五、 試驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)保持安靜，不得喧嘩和打鬧，不準(zhǔn)抽煙，不準(zhǔn)吐痰和亂拋紙屑和雜物，要保持試驗(yàn)室和儀器設(shè)備的整齊清潔。六、 試驗(yàn)完畢后應(yīng)切斷電源整理好儀器設(shè)備工具及工作臺(tái)面經(jīng)檢查前方可離開。七、 認(rèn)真做好試驗(yàn)記錄完成試驗(yàn)報(bào)告包括分析結(jié)果處理數(shù)據(jù)繪制曲線及圖表等。對(duì)不符要求的試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)予重做。以處理。九、 進(jìn)入試驗(yàn)室前務(wù)必搞好個(gè)人衛(wèi)生，不得將贓物帶入室內(nèi)，不得穿拖鞋進(jìn)入試驗(yàn)室。工學(xué)院電工電子與電氣試驗(yàn)功能室試驗(yàn)一 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性一．試驗(yàn)?zāi)康陌盐杖喈惒诫姍C(jī)的空載、堵轉(zhuǎn)和負(fù)載試驗(yàn)的方法。用直接負(fù)載法測(cè)取三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。測(cè)定三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。二．預(yù)習(xí)要點(diǎn)異步電動(dòng)機(jī)的工作特性指哪些特性？異步電動(dòng)機(jī)的等效電路有哪些參數(shù)？它們的特理意義是什么？工作特性和參數(shù)的測(cè)定方法。三．試驗(yàn)工程測(cè)量定子繞組的冷態(tài)電阻。判定定子繞組的首未端?？蛰d試驗(yàn)。短路試驗(yàn)。負(fù)載試驗(yàn)。三．試驗(yàn)設(shè)備及儀器MEL系列電機(jī)教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)主掌握屏。電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、矩矩轉(zhuǎn)速測(cè)量MEL-1、MEL-1。溝通功率、功率因數(shù)表〔MEL-20或MEL-24或含在試驗(yàn)臺(tái)主掌握屏上。直流電壓、毫安、安培表〔MEL-06或含在試驗(yàn)臺(tái)主掌握屏上。三相可調(diào)電阻器90MEL-0。波形測(cè)試及開關(guān)板MEL-0。三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M04。五．試驗(yàn)方法及步驟測(cè)量定子繞組的冷態(tài)直流電阻。溫度與冷動(dòng)介質(zhì)溫度之差不超過2K時(shí)，即為實(shí)際冷態(tài)。記錄此時(shí)的溫度和測(cè)量定子繞組的直流電阻，此阻值即為冷態(tài)直流電阻。伏安法3-1。S1，S2：雙刀雙擲和MEL-05。R900Ω900ΩMEL-0。MEL-06，或在主掌握屏上。通過的測(cè)量電流約為電機(jī)

220V 電機(jī)可調(diào)直 定子流穩(wěn)壓 一相電源 繞組圖3-1三相溝通繞組電阻的測(cè)定1 10%50mA200mA檔。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)5050mA2.5伏，所20V檔，試驗(yàn)開頭前，合上開關(guān)S，斷開開關(guān)S，調(diào)整電阻R至最大1 〔3600Ω。22 分別合上綠色“閉合”按鈕開關(guān)和220V直流可調(diào)電源的船形開關(guān)，按下復(fù)位按鈕，調(diào)整直流可調(diào)電源及可調(diào)電阻R，使試驗(yàn)電機(jī)電流不超過電機(jī)額定電流的10%，以防止因試驗(yàn)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)S讀取電壓值。讀完后，先翻開開關(guān)S，再翻開開關(guān)S22 調(diào)整R使A50mA，40mA，30mA測(cè)取三次，取其平均值，測(cè)量定子三相繞3-1中。表3-1 室溫 ℃繞組I 繞組Ⅱ 繞組ⅢI〔mA〕U〔V〕R〔Ω〕1〕在測(cè)量時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)須靜止不動(dòng)。〔2〕1分鐘。電橋法〔選做〕先斷開檢流計(jì)，再斷開電源，以免檢流計(jì)受到?jīng)_擊。記錄數(shù)據(jù)于表3-2中。IIIIIIIIIIIIR〔Ω〕交流電源輸交流電源輸出交流電源輸出圖3-2三相溝通繞組首末端的測(cè)定先用萬用表測(cè)出各相繞組的兩個(gè)線端，將其中的任意二相繞組串聯(lián)，如圖3-2所示。將調(diào)壓器調(diào)壓旋鈕退至零位，合上綠色“閉合”按鈕開關(guān)，接通溝通電源，調(diào)整溝通電源，在繞組端施以單相低電壓U=80~100V，留意電流不應(yīng)超過額定值，測(cè)出第三相繞組的電壓，如測(cè)得的電壓有肯定讀數(shù)，表示兩相繞組的未端與首端相聯(lián)，如圖3-2〔a〕所示；〔或首端與首端相連，如圖3-2〔b〕所示。用同樣方法測(cè)出第三相繞組的首未端空載試驗(yàn)3-3〔UN=220伏不帶測(cè)功機(jī)。起動(dòng)電壓前，把溝通電壓調(diào)整旋鈕退至零位，然后接通電源，漸漸上升電壓，使電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，觀看電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。并使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向符合要求。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)械損耗到達(dá)穩(wěn)定后再進(jìn)展試驗(yàn)。c．調(diào)整電壓由1.2倍額定電壓開頭漸漸降低電壓，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、空載功率。主掌握屏主掌握屏電源輸出圖3-3a〔MEL-I、MEL-IIA〕主掌握屏電源輸出圖3-3b〔MEL-IIB〕d．在測(cè)取空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，在額定電壓四周多測(cè)幾點(diǎn)，共取數(shù)據(jù)7-93-3序U序UOC〔V〕I 〔A〕OLP〔W〕OcosO號(hào)UABUBCUCAUOLIAIBICIOLPIPIIP1234567短路試驗(yàn)測(cè)量線路如圖3-3。將測(cè)功機(jī)和三相異步電機(jī)同軸聯(lián)接。a．將起子插入測(cè)功機(jī)堵轉(zhuǎn)孔中，使測(cè)功機(jī)定轉(zhuǎn)子堵住。將三相調(diào)壓器退至零位。b．合上溝通電源，調(diào)整調(diào)壓器使之漸漸升壓至短路電流到1.2倍額定電流，再漸漸降0.3倍額定電流為止。序UOC〔V〕I 〔A序UOC〔V〕I 〔A〕OLP〔W〕OKK號(hào)UABUBCUCAUKIAIBICIKPIPIIP1234567負(fù)載試驗(yàn)選用設(shè)備和測(cè)量接線同空載試驗(yàn)。試驗(yàn)開頭前，MEL-13中的“轉(zhuǎn)速掌握”和“轉(zhuǎn)矩掌握”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩掌握合上溝通電源，調(diào)整調(diào)壓器使之漸漸升壓至額定電壓，并在試驗(yàn)中保持此額定電壓不變。調(diào)整測(cè)功機(jī)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕使之加載，使異步電動(dòng)機(jī)的定子電流漸漸上升，直至1.25倍額定電流。從這負(fù)載開頭，漸漸減小負(fù)載直至空載，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、轉(zhuǎn)矩等數(shù)據(jù)，共讀取5-63-5中。序I 〔A〕OLP〔序I 〔A〕OLP〔W〕O號(hào) IAIBIT〔N.m〕n〔r/min〕P〔W〕22CI1PIPIIP1123456N六．試驗(yàn)報(bào)告計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的相電阻基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的定子繞組相電阻：235r r

ref1lef式中r

lc235θC——換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)定子繞組的相電阻，Ω；lefr———定子繞組的實(shí)際冷態(tài)相電阻，Ω；1cθ ——基準(zhǔn)工作溫度，對(duì)于E75OC；refθ ——實(shí)際冷態(tài)時(shí)定子繞組的溫度，OC。c0 0 0 0作短路特性曲線：IP=f(UK K K由空載、短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)求異步電機(jī)等效電路的參數(shù)。由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求短路參數(shù)U短路阻抗 Z KK IKP短路電阻 r K3K I23Kr短路電抗 XK

Z2 2K K式中UK、IK、PK——由短路特性曲線上查得，相應(yīng)于IK為額定電流時(shí)的相電壓、相電流、三相短路功率。P轉(zhuǎn)子電阻的折合值 r”r r O2 K 1

P=f(2)定、轉(zhuǎn)子漏抗 X”

X O OX” K1 2 2

PFe由空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)求激磁回路參數(shù)U K空載阻抗 Z OO IOr P

Pmec0空載電阻

OO 3I2

2 2N O空載電抗 X

O

r2

圖3-4電機(jī)中的鐵耗和機(jī)械耗O O式中UIP——相應(yīng)于U

為額定電壓時(shí)的相電壓、相電流、三相空載功率。0 0 0 0激磁電抗 XmXOX1P激磁電阻 rm

Fe3I2式中PFe

3-4PIn、η、S、cos=f(P1 1 1 2由負(fù)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算工作特性，填入表3-6中。序號(hào)電動(dòng)機(jī)輸入I(A)P(W)電動(dòng)機(jī)輸出計(jì)算值序號(hào)電動(dòng)機(jī)輸入I(A)P(W)電動(dòng)機(jī)輸出計(jì)算值1 1T(N·m)2n(r／min)P〔W〕2S(％)η(％)cos1123456A B C33計(jì)算公式為：I I I A B C3311500nS1500

100%cos1

1P3UIP11P0.105nT2 2P 2100%P1式中I——定子繞組相電流，A；1U——定子繞組相電壓，V；1S——轉(zhuǎn)差率；η——效率。由損耗分析法求額定負(fù)載時(shí)的效率電動(dòng)機(jī)的損耗有：鐵耗PFe機(jī)械損耗Pmec定子銅耗P 3I2rCU1 11S轉(zhuǎn)子銅耗P CU2

em100雜散損耗P取為額定負(fù)載時(shí)輸入功率的0.5％。ad式中P——電磁功率，W；emP=Pem 1

-P-Pcul Fe鐵耗和機(jī)械損耗之和為：+P=P-3I2rFe mec O O 1為了分別鐵耗和機(jī)械損耗，作曲線P”O(jiān)

f(U2)3-4。O延長(zhǎng)曲線的直線局部與縱軸相交于PPP，過Pmec點(diǎn)作平行于橫軸的直線,可得不同電壓的鐵耗P。Fe電機(jī)的總損耗ΣP=PFe

+Pcul

+Pcu2

+PadPP于是求得額定負(fù)載時(shí)的效率為： 1P1

100%式中PS、I由工作特性曲線上對(duì)應(yīng)于P為額定功率P1 1 2 N七．思考題由空載、短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求取異步電機(jī)的等效電路參數(shù)時(shí)，有哪些因素會(huì)引起誤差？從短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以得出哪些結(jié)論？由直接負(fù)載法測(cè)得的電機(jī)效率和用損耗分析法求得的電機(jī)效率各有哪些因素會(huì)引起誤差？試驗(yàn)二 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速一．試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^試驗(yàn)把握異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速的方法。二．預(yù)習(xí)要點(diǎn)復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)有哪些起動(dòng)方法和起動(dòng)技術(shù)指標(biāo)。復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。三．試驗(yàn)工程異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)星形——三角形〔Y-△〕換接起動(dòng)。自耦變壓器起動(dòng)。繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動(dòng)。繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速。四．試驗(yàn)設(shè)備及儀器MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)主掌握屏〔含溝通電壓表。指針式溝通電流表。電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量MEL-1、MEL-1。電機(jī)起動(dòng)箱MEL-0。鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M0。繞線式異步電動(dòng)機(jī)M0。五．試驗(yàn)方法三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)試驗(yàn)。6-1接線，電機(jī)繞組為△接法。起動(dòng)前，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量試驗(yàn)箱〔MEL-13〕中“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，MEL-13的連接是否良好。儀表的選擇：溝通電壓表為數(shù)字式或指針式均可，溝通電流表則為指針式。把三相溝通電源調(diào)整旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，合上綠色“閉合”按鈕開關(guān)。調(diào)整調(diào)壓器，220伏，使電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)〔MEL-13中的轉(zhuǎn)速表，如消滅電機(jī)轉(zhuǎn)向不符合要求，則須切斷電源，調(diào)整次序，再重起動(dòng)電機(jī)〕主掌握屏主掌握屏三相溝通電源輸出圖3-5異步電機(jī)直接起動(dòng)試驗(yàn)接線圖6-1斷開三相溝通電源，待電動(dòng)機(jī)完全停頓旋轉(zhuǎn)后，接通三相溝通電源，使電機(jī)全壓起動(dòng)，觀看電機(jī)起動(dòng)瞬間電流值。注：按指針式電流表偏轉(zhuǎn)的最大位置所對(duì)應(yīng)的讀數(shù)值計(jì)量。電流表受起動(dòng)電流沖擊，電流表顯示的最大值雖不能完全代表起動(dòng)電流的讀數(shù)流作定性的比較。斷開三相溝通電源，將調(diào)壓器退到零位。用起子插入測(cè)功機(jī)堵特孔中，將測(cè)功機(jī)定轉(zhuǎn)子堵住。合上三相溝通電源，調(diào)整調(diào)壓器，觀看電流表，使電機(jī)電流達(dá)2~3倍額定電流，讀UIT10秒，K K K以免繞組過熱。對(duì)應(yīng)于額定電壓的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TSTI

和起動(dòng)電流I比按下式計(jì)算：T (ST)2TST I KKI：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電流值，A；kT：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值，N.m；KUIST(UN)IK式中U式中U：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電壓值，V；KU：電機(jī)額定電壓，V；N測(cè) 量 值計(jì)算值U〔V〕KI〔A〕KT〔N.m〕KT(N.m)stI(A)st星形——三角形〔Y-△〕起動(dòng)按圖6-2接線，電壓表、電流表的選擇同前，開關(guān)S選用MEL-05。a．起動(dòng)前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開關(guān)合向右邊〔Y〕接法。合上電源開關(guān)，漸漸調(diào)整調(diào)壓器，使輸出電壓上升至電機(jī)額定電壓UN=220V，斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。b．待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，合上電源開關(guān)，觀看起動(dòng)瞬間的電流，然后把S合向左邊〔△接法動(dòng)方法作定性比較。動(dòng)方法作定性比較。自耦變壓器降壓起動(dòng)6-2接線。電機(jī)繞組為△接法。a．先把調(diào)壓器退到零位，合上電源開關(guān)，調(diào)整調(diào)壓器旋鈕，使輸出電壓達(dá)110伏，斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。主掌握屏三相溝通MEL-05b．待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，再合上電源開關(guān)，使電機(jī)就自耦變壓器，降壓起動(dòng)，觀看電流圖3-6異步電機(jī)星形-三角形起動(dòng)表的瞬間讀數(shù)值，經(jīng)肯定時(shí)間后，調(diào)整調(diào)壓器使輸出電機(jī)達(dá)電機(jī)額定電壓U=220伏，整個(gè)N起動(dòng)過程完畢。4．繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)繞組串入可變電阻器起動(dòng)。主控制屏溝通輸出圖3-7-阻起動(dòng)試驗(yàn)接線圖6-3，電機(jī)定子繞組Y形接法。轉(zhuǎn)子串入的電阻由刷形開關(guān)來調(diào)整，調(diào)整電阻承受MEL-09〔分1MEL-13和“轉(zhuǎn)速掌握”開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速掌握a．起動(dòng)電源前，把調(diào)壓器退至零位，起動(dòng)電阻調(diào)整為零。b．合上溝通電源，調(diào)整溝通電源使電機(jī)起動(dòng)。留意電機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合要求。c．在定子電壓為180伏時(shí)，逆時(shí)針調(diào)整“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器到底，繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)緩st和。st慢〔只有幾十轉(zhuǎn)，讀取此時(shí)的轉(zhuǎn)矩值I Ist和。std2Ω、5Ω、15ΩTst和st起動(dòng)電流I6-2中。st20秒的以免繞組過熱。R〔Ω〕stR〔Ω〕st02515T〔N.m〕stI〔A〕st繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞組串入可變電阻器調(diào)速。MEL-13MEL-0調(diào)整到零。合上電源開