電機(jī)與電年機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-本部

PAGEPAGE3電機(jī)與電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書謝門喜編蘇州大學(xué)城市軌道交通學(xué)院2011年5月PAGE2PAGE1實(shí)驗(yàn)一異步電機(jī)的認(rèn)識與啟動(dòng)一．目的（1）掌握異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)；

（2）掌握異步電機(jī)的接法，包括三角形接法和星形接法；（3）掌握異步電機(jī)調(diào)速方法。

二．儀器及用具導(dǎo)軌+測功機(jī)、MEC25智能型轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率測試儀、萬用表、電纜序號型號名稱數(shù)量11套23456MEC217MEC25智能型轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率測試儀8萬用表9電纜若干三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（1）用萬用表測試DJ16三相鼠籠式異步電機(jī)定子三相繞組的冷態(tài)電阻。首先測試DJ16三相鼠籠式異步電機(jī)定子電阻，然后將電機(jī)轉(zhuǎn)子分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測取定子繞組冷態(tài)電阻。繞組AX繞組BY繞組CZ繞組AX繞組BY繞組CZ繞組AX繞組BY繞組CZ（2）降壓啟動(dòng)與調(diào)速使用聯(lián)軸器，將DJ16三相鼠籠式異步電機(jī)和導(dǎo)軌上測功機(jī)相連，并固定。將測功機(jī)的測試線連接至MEC25智能型轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率測試儀的測試接口，打開測試儀電源開關(guān)。星形連接三角形連接關(guān)閉電源，整理實(shí)驗(yàn)臺。四．注意事項(xiàng)（1）強(qiáng)電危險(xiǎn)，注意安全，嚴(yán)格按照步驟，不能隨意。（2）給異步電機(jī)加電壓時(shí)，一定要緩慢增加，防止電機(jī)飛轉(zhuǎn)。五．思考題

（1）三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)有什么特點(diǎn)？它的銘牌包含哪些數(shù)據(jù)，其含義是？（2）改變相序后，為什么電機(jī)能夠反轉(zhuǎn)？（3）為什么電機(jī)的啟動(dòng)電流會(huì)比正常工作時(shí)要大？（4）查找資料，說明如何檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）所用到的實(shí)驗(yàn)設(shè)備（2）繪制整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的接線圖（3）記錄實(shí)驗(yàn)的過程、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，繪制n-U曲線（4）思考題解答（5）小結(jié)、體會(huì)和建議

實(shí)驗(yàn)二他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性測試一．目的（1）熟悉直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)；

（2）掌握直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組、電樞繞組的接法；（3）熟悉直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性；（4）掌握測取直流電動(dòng)機(jī)工作特性和機(jī)械特性的方法。

二．儀器及用具

序號型號名稱數(shù)量1MEC01電源控制屏1套2MEC02實(shí)驗(yàn)桌3DD03-114DJ155DJ237MEC33-17MEC258PAC09APAC09A交直流電源、變壓器及二極管組件9MEC4110MEC4211萬用表12電纜若干三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（1）用萬用表測試DJ1直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組的冷態(tài)電阻，測3次，取平均值。先測試DJ1直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組電阻，然后將電機(jī)轉(zhuǎn)子分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測取電阻值。ABC9組平均值（2）用萬用表測試勵(lì)磁繞組的冷態(tài)電阻，測3次，取平均值。勵(lì)磁繞組平均值（3）他勵(lì)直流電機(jī)啟動(dòng)與調(diào)速使用聯(lián)軸器，將DJ15直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)和導(dǎo)軌上測功機(jī)相連，并固定。將測功機(jī)的測試線連接至MEC25智能型轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率測試儀的測試接口，通過電流線將DJ23與MEC25連接起（護(hù)套頭（紅+黑-）串入DJ23校正直流測功機(jī)電樞負(fù)載回路中）。直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖按圖接線。圖中電動(dòng)機(jī)M選用DJ15直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)（按并勵(lì)方式接線），其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=Ia+If1=1.2A，額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min，額定勵(lì)磁電流IfN＜0.16A；校正直流測功機(jī)MG選用DJ23，作為測功機(jī)使用，校正直流測功機(jī)MG按他勵(lì)發(fā)電機(jī)方式連接，在此作為直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)M的負(fù)載，用于測量M的轉(zhuǎn)矩和輸出功率；RE旋轉(zhuǎn)編碼器（測速系統(tǒng)）選用DD03-11導(dǎo)軌；將M、MG及RE之間用橡膠聯(lián)軸器直接聯(lián)接好并用偏心螺絲固定在DD03-11上。直流Ia選用電流表MEC21直流安培表，直流If選用MEC21直流毫安表，直流電壓選用MEC21直流電壓表。勵(lì)磁電阻和電樞電阻采用MEC41、MEC42串聯(lián)聯(lián)結(jié)而成，如下圖所示。電阻器的連接說明圖接好線后，檢查M、MG及RE之間是否用橡膠聯(lián)軸器聯(lián)接好，偏心螺絲是否打緊。上電，接通總電源，給先加勵(lì)磁電源，再加電樞電源。調(diào)節(jié)R1，逐漸增大加給電機(jī)電樞的電壓，使電機(jī)加速。保持勵(lì)磁電流不變，改變電樞電壓，記錄數(shù)據(jù)。If=轉(zhuǎn)向電樞電壓U（V）電樞電流IaT（N*m）n（r/min）P（W）保持電樞電壓不變，調(diào)節(jié)磁場調(diào)節(jié)電阻，改變勵(lì)磁電流，記錄數(shù)據(jù)。Ua=轉(zhuǎn)向勵(lì)磁電流If（A）電樞電流IaT（N*m）n（r/min）P（W）完成后，停機(jī)：先切斷電樞電源，再切斷勵(lì)磁電源。改變勵(lì)磁電流方向，實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟6.保持勵(lì)磁電流不變，改變電樞電壓，記錄數(shù)據(jù)。If=轉(zhuǎn)向電樞電壓U（V）電樞電流IaT（N*m）n（r/min）P（W）保持電樞電壓不變，調(diào)節(jié)磁場調(diào)節(jié)電阻，改變勵(lì)磁電流，記錄數(shù)據(jù)。Ua=轉(zhuǎn)向勵(lì)磁電流If（A）電樞電流IaT（N*m）n（r/min）P（W）完成后，停機(jī)：先切斷電樞電源，再切斷勵(lì)磁電源。關(guān)閉電源，整理實(shí)驗(yàn)臺。四．注意事項(xiàng)（1）強(qiáng)電危險(xiǎn)，注意安全；（2）直流電機(jī)每次啟動(dòng)時(shí)，先加勵(lì)磁電源，再加電樞電源，每次停機(jī)時(shí)，都要先切斷電樞電源，再切斷勵(lì)磁電源。（3）實(shí)驗(yàn)前注意儀表的種類、量程、極性及其接法是否正確。五．思考題

（1）如何實(shí)現(xiàn)他勵(lì)直流電機(jī)的反轉(zhuǎn)？有幾種方法？（2）直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)上銘牌上的數(shù)據(jù)有哪些，各有什么含義？（3）直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性指的是什么？他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n＝f（T）為什么是略微下降？是否會(huì)出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有何影響？（4）直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載運(yùn)行中，當(dāng)磁場回路斷線時(shí)是否一定會(huì)出現(xiàn)“飛車”？為什么？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）所用到的實(shí)驗(yàn)設(shè)備（2）繪制整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的接線圖（3）記錄實(shí)驗(yàn)的過程、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，繪制機(jī)械特性曲線（4）思考題五解答（5）體會(huì)和建議

實(shí)驗(yàn)三變壓器空載、短路、負(fù)載實(shí)驗(yàn)一．目的（1）掌握變壓器的結(jié)構(gòu)；

（2）掌握三相變壓器一次側(cè)、二次側(cè)的接法；（3）掌握單相變壓器的空載實(shí)驗(yàn)、短路實(shí)驗(yàn)、負(fù)載實(shí)驗(yàn)。

二．儀器及用具序號型號名稱數(shù)量1MEC01電源控制屏1套2MEC02實(shí)驗(yàn)桌3MEC124PAC085PAC106MEC24-17MEC41可調(diào)電阻器8萬用表9電纜若干三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（1）用萬用表測試三相芯式變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)繞組的冷態(tài)電阻，測3次，取平均值。一次側(cè)AXBYCZ二次側(cè)axbycz（2）單相變壓器空載實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn)接線圖在三相交流電壓斷電的情況下，按圖接線。被測變壓器選擇三相芯式變壓器MEC12中的其中一組作為單相變壓器。變壓器參數(shù)127V/63.5V，0.4A/0.8A。變壓器高壓線圈AX開路，低壓線圈ax加可調(diào)交流電壓。注意正確接入功率表MEC24-1和電壓表、電流表。打開電源，調(diào)節(jié)電壓旋鈕，使得加在ax線圈上的空載電壓U=1.1UN,然后逐次降低電源電壓，在(1.1—0.2)UN的范圍內(nèi)，測取變壓器的Uo、Io、Po。電壓Uo（V）電流Io(A）功率Po（W）UAX（V）功率因數(shù)完成后，切斷電源。（3）單相變壓器短路實(shí)驗(yàn)短路實(shí)驗(yàn)接線圖按圖接線，將變壓器高壓側(cè)線圈AX接電源，低壓側(cè)線圈ax直接短路。通電之前，將交流電源電壓調(diào)至最小。接通電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直至短路電流等于1.1IN為止，在(1.1—0.2)IN電壓U（V）電流I(A）功率P（W）功率因數(shù) 完成后，切斷電源。（4）單相變壓器負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖接線，將變壓器低壓側(cè)線圈ax接電源，高壓側(cè)線圈AX接負(fù)載，負(fù)載采用MEC41可調(diào)電阻器900Ω與900Ω串聯(lián)共1800Ω，L選擇700mH。通電之前，將交流電源電壓調(diào)至最小，負(fù)載電阻調(diào)至最大。接通電源，緩慢增加電源電壓，直至ax繞組電壓等于1.1UN為止。然后調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，增大負(fù)載，測取變壓器的輸出電壓U和電流I。負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖電阻R(Ω)電流I(A）Uax(V)電抗L(mH)電壓UAX（V）完成后，整理實(shí)驗(yàn)臺。四．注意事項(xiàng)（1）強(qiáng)電危險(xiǎn)，注意安全；（2）短路實(shí)驗(yàn)過程要快，防止繞組過度發(fā)熱；（3）實(shí)驗(yàn)前注意儀表的種類、量程、極性及其接法是否正確。五．思考題

（1）單相變壓器的空載和短路實(shí)驗(yàn)有什么特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)中電源電壓一般加在那側(cè)比較合適？（2）如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法測定變壓器的鐵耗及銅耗？（3）同名端是如何定義的？三相變壓器的聯(lián)結(jié)組號是怎么定義的？國標(biāo)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)有那幾種？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）所用到的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、繪制整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的接線圖（2）計(jì)算變壓器的變比（3）根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)和短路實(shí)驗(yàn)計(jì)算變壓器的參數(shù)（4）思考題五解答（5）體會(huì)和建議

MEC24-1多功能交流電參數(shù)表使用說明1、鍵盤各功能鍵介紹：（1）“復(fù)位”鍵：用于任何功能、操作狀態(tài)及由于外部干憂等原因引起死機(jī)恢復(fù)到功率測量狀態(tài)。（2）“確認(rèn)”鍵：用于確認(rèn)當(dāng)前的功能狀態(tài)。（3）“數(shù)據(jù)”鍵：用于設(shè)置所需輸入的數(shù)據(jù)，暫不用。（4）“數(shù)位”鍵：用于移動(dòng)數(shù)據(jù)的數(shù)位，暫不用。（5）“功能”鍵：用于選擇所需功能。2、面板組成：由1個(gè)單相功率表P（同時(shí)可測量功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等）組成。3、測量線路：（1）用單瓦特表法測單相電路的功率，測量線路接線如圖1所示。圖1單瓦特表測量單相電路功率接線圖（2）用單瓦特表法測三相電路的功率，測量線路接線如圖2所示，如圖2所測三相電動(dòng)機(jī)總功率為P=3·P1。圖2單瓦特表測量三相電路功率接線圖4、使用方法：將電源開關(guān)置“開”一側(cè)，三個(gè)顯示器均顯示000.0，“*”表示同名端，連線時(shí)應(yīng)連在同一點(diǎn)上，否則功率表會(huì)出現(xiàn)“—”號。。（1）用單瓦特表法測單相電路的功率：按“圖1單瓦特表測量單相電路功率接線圖”接線，將功率、功率因數(shù)表的“I”端和“U”端分別串入和并入被測的單相電路中，“I”端的“*”和“U”端的“*”表示同向，接線時(shí)要接同一方向，通過不同操作可實(shí)現(xiàn)以下功能：①在功率表顯示為000.0、任意狀態(tài)下按下“復(fù)位”鍵或按“功能”鍵至顯示器顯示“P”時(shí)按下“確認(rèn)”鍵，都可進(jìn)入到功率測量狀態(tài)，只須將功率、功率因數(shù)表正確接入電路中，無須任何操作，顯示器均顯示被測電路的當(dāng)前功率。②按下“功能”鍵至顯示器顯示“COS”，按下“確認(rèn)”鍵，便進(jìn)入功率因數(shù)的測試，顯示器顯示被測負(fù)載當(dāng)前的功率因數(shù)及負(fù)載性質(zhì)（感性L，容性C，純阻性1），如：L0.68表示感性負(fù)載，功率因數(shù)為0.68。③按下“功能”鍵至顯示器顯示“U”，按下“確認(rèn)”鍵，便進(jìn)入電壓測量中，顯示器顯示被測交流電路的當(dāng)前電壓，測量范圍為0～450V。④按下“功能”鍵至顯示器顯示“I”，按下“確認(rèn)”鍵，便進(jìn)入電流測量中，顯示器顯示被測交流電路的當(dāng)前電流，測量范圍為0～5A。⑤按下“功能”鍵至顯示器顯示“F”，按下“確認(rèn)”鍵，便進(jìn)入頻率測量中，顯示器顯示被測交流電路的當(dāng)前頻率，測量范圍為1.00～99.00HZ。⑥按下“功能”鍵至顯示器顯示“SAUE”，進(jìn)入存儲(chǔ)功能，此時(shí)按下“確認(rèn)”鍵，顯示器顯示1（表示第一組數(shù)據(jù)已經(jīng)存儲(chǔ)好），存儲(chǔ)完后按下“復(fù)位”健，恢復(fù)到功率測量狀態(tài)。重復(fù)上述操作，可逐次存儲(chǔ)15組數(shù)據(jù)，顯示器將順序顯示2、3……E、F。⑦按下“功能”鍵至顯示器顯示“DISP”，進(jìn)入所存數(shù)據(jù)的查詢功能，此時(shí)按下“確認(rèn)”鍵，顯示器顯示最后存儲(chǔ)的那一組的數(shù)據(jù)組別（序號）、負(fù)載性質(zhì)及功率因數(shù)，第一位表示數(shù)據(jù)的組別，第二位表示負(fù)載的性質(zhì)，后三位為功率因數(shù)的數(shù)值（例如：顯示的是9L0.68，9表示第九組、L表示感性負(fù)載、功率因數(shù)為0.68），再按“確認(rèn)”鍵，顯示最后一組的功率值；再按“確認(rèn)”鍵，顯示倒數(shù)第二組的數(shù)據(jù)組別、負(fù)載性質(zhì)及功率因數(shù)，再按“確認(rèn)”鍵，顯示倒數(shù)第二組的功率值……。重復(fù)上述操作，可逐次查詢所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，顯示器將順序顯示F、E……2、1。（2）用單瓦特表法測三相電路的功率：按“圖2單瓦特表測量單相電路功率接線圖”接線，將功率、功率因數(shù)表的“I”端和“U”端分別串入和并入被測的單相電路中，“I”端的“*”和“U”端的“*”表示同向，接線時(shí)要接同一方向，具體操作同（1）。MEC25智能轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率測試儀IF-T2曲線選擇說明MEC25智能轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率測試儀是專門用于測量電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速n、輸出轉(zhuǎn)矩T2、轉(zhuǎn)出功率P2的一種測量儀表，需與DD03-11不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、測速光碼盤及DJ23校正直流測功機(jī)配套使用。1、鍵盤各功能鍵介紹：（1）功能鍵：選擇及鎖定當(dāng)前功能。（2）位∕+鍵：選擇下一位或確認(rèn)當(dāng)前狀態(tài)。（3）數(shù)/-鍵：選擇上一位或否認(rèn)當(dāng)前狀態(tài)。（4）存儲(chǔ)∕×鍵：刪除或存儲(chǔ)當(dāng)前數(shù)據(jù)。（5）復(fù)位鍵：由于死機(jī)等原因使系統(tǒng)復(fù)位。2、功能、參數(shù)：（1）LED數(shù)顯：顯示被測電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速n、輸出轉(zhuǎn)矩T2、轉(zhuǎn)出功率P2。（2）孔狀電流插座：DJ23校正直流測功機(jī)的電樞電流IF輸入，配專用“電流線”。（3）四芯航空插座；DD03-11不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、測速光碼盤的轉(zhuǎn)速信號輸入和提供編碼器工作的5V電源，配專用“轉(zhuǎn)速線”。（4）弱電座：輸出轉(zhuǎn)速電壓Un=f（n）。輸出斜率0.5V/min（5）旋轉(zhuǎn)編碼器輸出測試孔：輸出編碼器A出力、B出力的波形。（6）轉(zhuǎn)速輸出：①數(shù)字信號輸出，輸出頻率≤51.2kHz；②模擬信號輸出，輸出電壓＜DC15V，輸出線性電壓≤13V線性電壓。（7）允許最高測量轉(zhuǎn)速nmax：3000r/min（編碼器為6000r/min）。（8）允許最高測量轉(zhuǎn)矩T2max：2.2N·m。（9）轉(zhuǎn)速測量精度：1‰3、使用方法：（1）MEC25智能轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率測試儀內(nèi)已存儲(chǔ)有DJ23校正直流測功機(jī)在校正值If2=50mA、If2=100mA時(shí)的T2=f（IF）兩組數(shù)據(jù)，使用時(shí)只需將DJ23校正直流測功機(jī)的電樞電流IF輸入到MEC25智能轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率測試儀中，即能自動(dòng)轉(zhuǎn)換出被測電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩T2。注：只有在DJ23作為直流