電機系統(tǒng)教學(xué)實驗臺使用指導(dǎo)說明書

...wd......wd......wd...電機系統(tǒng)教學(xué)實驗臺使用指導(dǎo)說明書概述MEL—Ⅰ型電機系統(tǒng)教學(xué)實驗臺總體外觀構(gòu)造如圖1所示。圖中序號5為渦流測功機及其導(dǎo)軌，序號8為安裝在電機工作臺上的被試電機。被試電機可以根據(jù)不同的實驗內(nèi)容進展更換。為了實驗時機組安裝方便和快速的要求，實驗臺的各類電機均設(shè)計成一樣的中心高。同時，各電機的底腳采用了與普通電機不同的特殊構(gòu)造形式。在機組安裝時，將各電機之間通過聯(lián)軸器同軸聯(lián)結(jié)，被試電機的底腳安放在電機工作臺的導(dǎo)軌上，只要旋緊兩只底腳螺釘，不需做任何調(diào)整，就能準(zhǔn)確保證各電機之間同心度，到達快速安裝的目的。當(dāng)測量被試電動機輸出轉(zhuǎn)矩時，可從序號4的測功機力矩顯示窗中直接讀取。被試電機的轉(zhuǎn)速是通過與測功機同軸聯(lián)接的直流測速發(fā)電機來測量的。轉(zhuǎn)速上下可以從圖4的轉(zhuǎn)速表直接讀取。圖1電機系統(tǒng)教學(xué)實驗臺總體外觀序號2為電源控制屏，通過調(diào)壓器輸出單相或三相連續(xù)可調(diào)的交流電源。序號1為儀表屏，根據(jù)用戶的需要配置指針式和數(shù)字式表。序號3為實驗桌，內(nèi)可放置各種組件及電機，桌面上放置測功機及導(dǎo)軌。序號6為實驗時所需的儀表，可調(diào)電阻器，可調(diào)電抗器和開關(guān)箱等組件。這些組件在實驗臺上可任意移動。組件內(nèi)容可以根據(jù)實驗要求進展搭配。第一章主要構(gòu)造部件一．電源控制屏面板圖如圖2，圖中各部件的序號為：1．鈕子開關(guān)。當(dāng)開關(guān)撥向“電網(wǎng)電壓〞時，三相電壓表指示為電網(wǎng)輸入到主控制屏的三相電壓值；當(dāng)開關(guān)撥向“調(diào)壓輸出〞時，電壓表指示三相輸出可變電壓值。2．電壓表?？芍甘緦嶒炁_輸入的電壓和交流電源輸出的線電壓，通過指針表旁邊的開關(guān)切換。3．三相主電源U、V、W輸出。4．保險絲座。3只3A保險絲分別是u、v、w三相電源輸出的保險絲，進展電源的短路保護，一旦電網(wǎng)電壓對稱輸入，而電源輸出不對稱，則有可能燒毀保險絲。5．調(diào)壓器。三相調(diào)壓器的容量為1.5KVA，線電壓0~430V連續(xù)可調(diào)，為了保證實驗者的實驗，電網(wǎng)與三相調(diào)壓器之間接有隔離變壓器或漏電保護器。三相調(diào)壓器可調(diào)節(jié)單相或三相電壓輸出。當(dāng)沿逆時針旋到底輸出電壓最小，改變旋鈕位置，即可調(diào)節(jié)輸出交流電源電壓的大小。6．主電源控制開關(guān)。當(dāng)按下此開關(guān)時，紅燈滅綠燈亮，主電路接觸器閉合，U、V、W輸出交流電。7．電源鑰匙開關(guān)。當(dāng)鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)向“開〞的位置，帶紅色按鈕指示燈亮，電源控制屏接通電網(wǎng)。8．交流電源斷開開關(guān)。按下此按鈕開關(guān)，綠燈滅紅燈亮，說明三相交流電源U、V、W無電壓輸出。二．測功機組件測功機組件含MEL-13和電機導(dǎo)軌及測功機兩局部，主要完成四個功能：1、對電機進展加載；2、測量電機的轉(zhuǎn)矩；3、測量電機的轉(zhuǎn)速；4、對異步電機進展M~S曲線測繪。1．渦流測功機渦流測功機如圖1。實心圓盤與它的轉(zhuǎn)軸由被試電動機驅(qū)動，磁極、勵磁繞組、指針和轉(zhuǎn)軸為一個整體，可以對機座支架左右偏轉(zhuǎn)。當(dāng)勵磁繞組通過直流電流后，磁極產(chǎn)生的磁通，經(jīng)氣隙、鋼盤，氣隙回到相鄰的磁極而閉合。被試電動機帶動鋼盤旋轉(zhuǎn)切割磁力線，在鋼盤中產(chǎn)生渦流，此渦流與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩〔制動轉(zhuǎn)矩〕，則磁極將受到與此制動轉(zhuǎn)矩大小相等方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使磁極順電機旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)一角度，并與平衡鐘隨之偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩相平衡，于是指針在刻度盤上指示轉(zhuǎn)矩值，改變勵磁電流，即可改變制動轉(zhuǎn)矩，而被試電動機負載也隨之改變。渦流測功機構(gòu)造簡單，調(diào)節(jié)方便，運行穩(wěn)定，但輸入鋼盤的大局部由渦流損耗轉(zhuǎn)換成熱能，此熱量主要散發(fā)在周圍空氣中，一局部被鋼盤及軸承吸收，將使鋼盤、軸承等溫度升高。因此，渦流測功機運行時要采取散熱措施。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)速很小時制動轉(zhuǎn)矩很小，所以渦流測功機不能測量低速電動機轉(zhuǎn)矩和電機的堵轉(zhuǎn)矩。2．加載及轉(zhuǎn)矩測量測功機是一臺定、轉(zhuǎn)子均可轉(zhuǎn)動的異步電機。它既可以做異步電動機運行，也可以作測功機用。作為測功機用時，定子繞組施加直流電壓產(chǎn)生恒定磁場，當(dāng)被試電動機拖動異步電機旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生制動性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩，異步電機處于制動狀態(tài)。假設(shè)在異步電機定子上配備測力裝置，即可測得被試電動機輸出轉(zhuǎn)矩，該測功機的優(yōu)點是無電刷以及不需要外接電阻負載。當(dāng)改變施加在測功機上直流勵磁電壓時，電磁轉(zhuǎn)矩就隨著變化，即被試電動機的負載大小就發(fā)生改變。在測功機的下部安裝一電阻應(yīng)變式壓力傳感器，根據(jù)壓力傳感器輸出力的大小即可得出力矩值。3．轉(zhuǎn)速的測量轉(zhuǎn)速的測量可采用永磁直流測速發(fā)電機和光電編碼器。測速發(fā)電機的優(yōu)點是信號處理簡單，但存在安裝不方便、線性度、對稱性較大的缺陷。本組件采用光電碼盤，即在測功機的轉(zhuǎn)軸上安裝一光柵，兩邊各有一發(fā)射管和接收管，根據(jù)接收管收到的脈沖周期用單片機進展處理，即可測得轉(zhuǎn)速。它具有和轉(zhuǎn)軸無機械接觸、安裝方便、讀數(shù)精度高等優(yōu)點。4．導(dǎo)軌導(dǎo)軌的作用是安裝電機。為了實驗時機組安裝方便和快速的要求，被試電機均設(shè)計成一樣的中心高。電機的底腳采用了與普通電機不同的特殊構(gòu)造形式。在機組安裝時，各電機之間通過聯(lián)軸器同軸聯(lián)接，被試電機的底腳安放在電機導(dǎo)軌上，只要旋緊兩只底腳螺釘，不需做調(diào)整，就能準(zhǔn)確保證各電機之間的同心度，到達快速安裝的目的。5．M~S曲線測繪電機的M~S曲線測繪指電機轉(zhuǎn)速從0~額定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的曲線關(guān)系。由于交流電機存在不穩(wěn)定區(qū)域，因而在轉(zhuǎn)速開環(huán)情況下，當(dāng)負載增大到超過最大轉(zhuǎn)矩時，電機轉(zhuǎn)速迅速下降，無法讀出轉(zhuǎn)速值。此時，必須利用轉(zhuǎn)速反響，根據(jù)轉(zhuǎn)速的上下動態(tài)地調(diào)整加載的轉(zhuǎn)矩，使電機能夠在任何一個轉(zhuǎn)速條件下穩(wěn)定運行。6．MEL-13的說明面板如圖3。圖中各部件的序號為：1．轉(zhuǎn)速表。電機系統(tǒng)教學(xué)實驗臺轉(zhuǎn)速的測量是采用光電碼盤，用單片機進展處理，計算脈沖的寬度，即可測得轉(zhuǎn)速。較早的測速是采用永磁直流測速發(fā)電機，將測速發(fā)電機輸出的電壓通過限流電阻接到直流電流表上，就構(gòu)成了測量電機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速表。2．轉(zhuǎn)速模擬量輸出。將脈沖信號經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，再進展濾波輸出，幅值為0—±10V。3．轉(zhuǎn)矩顯示。測功機進展加載時，測功機的定子將反向偏轉(zhuǎn)一角度，通過電阻應(yīng)變式壓力傳感器測出力的大小，進展換算后，可顯示轉(zhuǎn)矩大小。4．轉(zhuǎn)矩調(diào)零電位器。5．轉(zhuǎn)矩模擬量輸出。6．“轉(zhuǎn)矩控制〞、“轉(zhuǎn)速控制〞選擇開關(guān)。7．“轉(zhuǎn)速設(shè)定〞電位器，可對電機轉(zhuǎn)速進展控制，順時針轉(zhuǎn)到底，轉(zhuǎn)速最高。8．6．航空插座。與測功機相連，提供測功機所需的勵磁電流以及轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩反響信號。9．電源控制船形開關(guān)。10．保險絲座。11．突加突減負載開關(guān)。當(dāng)開關(guān)往下扳時，電機處于空載狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)往上扳時，負載的大小由“轉(zhuǎn)矩設(shè)定〞電位器和“轉(zhuǎn)速設(shè)定〞電位器進展控制。12．“轉(zhuǎn)矩設(shè)定〞電位器目前，實驗臺上加載采用兩種方式：〔1〕自耦調(diào)壓器的輸出電壓經(jīng)過整流向測功機勵磁繞組提供電流。通過改變自耦調(diào)壓器的輸出電壓，也就改變了測功機勵磁電流，從而改變輸出轉(zhuǎn)矩?！?〕采用電流源控制。采用電流源控制后，易于實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)調(diào)節(jié)，即使在電機轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定區(qū)域也能保持電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，從而測出電機的M—S曲線，存在的缺點是對異步電機而言，存在較大的加載死區(qū)。操作方法為：將電機導(dǎo)軌及測功機的信號線通過一塑料軟管與MEL-13相連。MEL-13掛件的電源和交流220V相連。a．將MEL-13的“轉(zhuǎn)矩控制〞、“轉(zhuǎn)速控制〞選擇開關(guān)打向“轉(zhuǎn)矩控制〞，啟動電機，則通過調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定〞電位器，即可方便地對被試電機進展加載試驗?？煞謩e從上下兩個數(shù)顯窗中讀出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩值。逆時針旋到底，被試電動機的負載為零，順時針轉(zhuǎn)動，被試電動機負載增加。當(dāng)需要測取電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩時，可在測功機定子銷緊孔中插入一根圓棒，將測功機定、轉(zhuǎn)子銷住，即可測取堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。b．將MEL-13的“轉(zhuǎn)矩控制〞、“轉(zhuǎn)速控制〞選擇開關(guān)打向“轉(zhuǎn)速控制〞，則通過調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定〞電位器，使電機可穩(wěn)定地運行于任何一轉(zhuǎn)速〔最低轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分左右〕，從而可通過測量轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速畫出電機的M~S曲線。三．儀表屏為電機實驗提供需要的交流電流表、交流電壓表、功率表。具體配置由所采購的設(shè)備型號不同由所差異。假設(shè)設(shè)備為MEL-I系列，則交流電流表、電壓表為三組指針式模擬表，量程可根據(jù)需要選擇，功率表采用單獨的組件〔MEL-20或MEL-24〕；假設(shè)設(shè)備為MEL-II系列，則上述儀表為智能型數(shù)字儀表，量程可自動也可手動選擇，功率表含在主控屏上。儀表數(shù)量也可能由于設(shè)備型號不同而不同。故不同的實驗臺，其接線圖也不同。功率表接線時，需注意電壓線圈和電流線圈的同名端，防止接錯線。所有儀表具有過壓過流，錯接線路不損壞儀表等功能。日光燈功能開關(guān)，當(dāng)撥到左邊時，日光燈接入220V交流電，作照明用；當(dāng)撥到右邊時，日光燈的四個接線柱引出可做日光燈實驗用。四．220V直流穩(wěn)壓電源和直流電機勵磁電源本實驗臺提供兩組直流電源，分別是供直流電機勵磁繞組用的直流電機勵磁電源以及供電樞繞組用的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。面板如圖5和圖6。圖5中各部件的序號分別是：1．?dāng)?shù)字式直流電壓表；2．直流電壓幅度調(diào)節(jié)電位器3．直流電源輸出接線柱；4．保險絲座5．電源控制船形開關(guān)；6．復(fù)位按鈕7．過流指示發(fā)光二極管；8．工作指示發(fā)光二極管9．直流電流表接線柱可調(diào)穩(wěn)壓電源具體技術(shù)指標(biāo)為：輸出電壓：90V~250V連續(xù)可調(diào)輸出電流：Imax=2A負載調(diào)整率不大于1V電源帶有完善的過壓、過流保護措施，以確保學(xué)生誤操作時不至于損壞電源。一旦輸出發(fā)生短路，過流保護動作，自動切斷功率場效應(yīng)管的脈沖信號，從而保護功率器件，只需按下復(fù)位按鈕，就可重新建設(shè)電壓。可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的電壓輸出端子只能用作電壓輸出，不能作為測試端輸入電壓；正常工作時，綠色發(fā)光二極管亮，過載后，紅色告警發(fā)光二極管亮。電壓調(diào)節(jié)電位器逆時針旋到底，輸出電壓最低不大于90V，順時針旋轉(zhuǎn)，電壓逐漸提高?？烧{(diào)直流穩(wěn)壓電源帶有電壓表和電流表。其中電壓表內(nèi)部已接好，直接指示輸出電壓，而電流表的輸入信號根據(jù)實驗內(nèi)容而定，可用作本裝置的電流測量顯示，也可用作外接電路電流的測量顯示。圖6中各部件的序號分別是：1．直流毫安表接線柱2．直流勵磁電源輸出接線柱3．保險絲座4．電源控制船形開關(guān)5．工作指示發(fā)光二極管6．?dāng)?shù)字式直流毫安表220V直流電機勵磁電源提供220V~230V/0.5A的直流電源，供直流電機勵磁繞組使用，其電壓輸出端子只能輸出電壓，不能作為測試端輸入電壓，工作時工作指示燈亮。配置的直流毫安表即可用作直流電機勵磁電源的電流測量顯示，也可用作外接電路電流的測量顯示，用作外接時注意電流不要超過200mA。直流毫安表電源受可調(diào)直流穩(wěn)壓電源控制。五．指針式交流電壓表和交流電流表指針式表均由電子線路配上磁電系指針式表頭構(gòu)成，并具有超滿量程切斷電源及聲光告警的功能。電壓表分15V、30V、75V、150V、300V、450V六檔，電流表分0.25A、0.5A、1A、2.5A、5A五檔。多量程電壓外表板如圖8。量程選擇琴鍵開關(guān)用于選擇適宜的測量量程，為了提高測量精度，應(yīng)當(dāng)當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)2/3時進展讀數(shù)。為了防止選擇電壓量程時，高電壓輸入小量程測量，從而損壞儀表，指針表還設(shè)有過量程保護電路，一旦輸入電壓超過量程的5%~10%，則儀表告警電路自動切斷主電源，同時，告警指示發(fā)光二極管發(fā)亮。當(dāng)故障排除后，按下復(fù)位按鈕，儀表恢復(fù)正常工作。指針式交流電流表工作原理與交流電壓表原理相似，面板如圖9。不同之處在于電流表是用錳銅絲取樣。為了防止過大的起動電流對儀表的沖擊，并設(shè)置了短路直鍵開關(guān)鍵4。設(shè)置鍵6的目的是防止電路瞬間過電流，例如電機起動時電流很大可能超過滿量程告警，電源被切斷電機不能進入正常工作，這時可用鍵6在電機起動時將電流表短接使電流表不會出現(xiàn)告警，當(dāng)電機起動后將鍵6翻開，使電流表處于測量狀態(tài)。應(yīng)該指出，因接觸電阻的存在，當(dāng)短接時，電流表仍有指示值，這時不要將此指示值誤認為是電路被測的電流值，因此，只有當(dāng)測量指示燈亮?xí)r，電流表指示值才是被測電流值。六．直流電壓表、電流表、毫安表本實驗臺的直流儀表均采用數(shù)字式顯示〔ICL7107〕，直流電壓外表板框圖如圖10。1．測量輸入接線柱；2．告警發(fā)光二極管3．復(fù)位按鈕；4．電源控制開關(guān)5．量程選擇開關(guān)；6．?dāng)?shù)顯表頭電壓表量程分2V、20V、300V四檔。數(shù)字式儀表顯示的數(shù)值為平均值，但由于告警電路是根據(jù)輸入的最大值來整定的，因而當(dāng)輸入直流脈動電壓或電流時，雖然顯示未超量程，但告警線路仍可能工作。設(shè)有過量程保護電路，一旦輸入電壓超過量程的5%~10%，則儀表告警，同時，告警指示發(fā)光二極管發(fā)亮。當(dāng)故障排除后，按下復(fù)位按鈕，儀表恢復(fù)正常工作。直流毫安表、電流表的面板框圖如圖11、12。毫安表量程分2mA、20mA、200mA。電流表量程分2A、5A。七．三相可變電阻器三相可變電阻分MEL-03、MEL-04兩種。每相有兩只電阻，每只電阻可調(diào)范圍為0~900Ω〔或0~90Ω〕，允許電流為0.41A〔或1.3A〕。兩只電阻作為可變電阻使用時可有串聯(lián)或并聯(lián)兩種聯(lián)接方法，。串聯(lián)接法如圖13所示：將A3接線柱不用，A1A2兩接線柱之間電阻可調(diào)范圍為0~2×900Ω。并聯(lián)接法如圖14所示：將A1與A2短接。A1A3兩接線柱之間電阻可調(diào)范圍為0~900Ω/2。由于實驗的需要，A相兩只電阻除了作可變電阻使用外，還可采用電位器接法做分壓器用。例如他勵直流電機勵磁電壓調(diào)節(jié)就是采用電位器接法。作分壓器時可以單只使用，也可并聯(lián)使用。如圖15面板圖所示，固定電壓施加在A2A4端，而可變電壓可以從A3A2〔或A3A4〕端引出。每只電阻間串有熔斷器，實驗時應(yīng)注意電流不可超過熔斷器允許的最大電流值。八．三相可變電抗器三相可變電抗器面板如圖15所示。每相可變電抗均由一只250VA自耦變壓器和一個1.08H的固定線電抗器所組成。其中自耦變壓器允許最大電壓為250V，最大電流為0.45A，電抗器允許最大電流為0.5A。當(dāng)固定電抗器L1和X接線柱分別與自耦變壓器的a和x接線柱相連接時，移動自耦變壓器觸點a，從A和x兩端引出電抗即可改變。九．操作步驟一．上電步驟1．合上漏電保護器。2．把日光燈開關(guān)打向照明，看到日光燈會被點亮。3．把總電源開關(guān)打向“開〞的位置，斷開指示燈亮?？刂破辽纤袉蜗嚯娫床遄薪涣?20V電壓輸出，把“指示選擇〞開關(guān)打向電網(wǎng)電壓側(cè)，則三只指針表應(yīng)有380V電壓指示。這時，假設(shè)將同步電機勵磁電源的電源開關(guān)打向ON處，側(cè)此設(shè)備工作指示燈亮，電流輸出顯示為O；假設(shè)將三相交流電壓表、三相交流電流表的電源開關(guān)打向ON處，假設(shè)翻開主控屏上所掛掛箱的電源，上面的表頭在漏電的情況下會有顯示或指示。4．將三相調(diào)壓器旋鈕左旋到底，按下閉合按鈕，聽到繼電器吸合聲，斷開按鈕指示燈在，閉合按鈕指示燈亮，將直流電機勵磁電源和可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的電源開關(guān)打向ON處，則直流電機勵磁電源有220V~230V的直流電壓輸出?？烧{(diào)直流穩(wěn)壓電源告警燈亮，假設(shè)按下復(fù)位按鈕，則電壓輸出顯示有電壓指示，當(dāng)調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)旋鈕，則會有90~250V的直流電壓輸出。5．將“指示選擇〞開關(guān)撥向調(diào)壓輸出側(cè)，順時針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，則三只指針表將會有一樣幅值的電壓輸出，用萬用表測量，U、V、W、N將會有相電壓顯示。6．假設(shè)需做實驗，可按實驗指導(dǎo)書上所要求來做。二．?dāng)嚯姴襟E1．按下斷開按鈕，斷開指示燈亮，將所有實驗掛箱及儀表電源開關(guān)打向OFF處，關(guān)閉日光燈。2．把鑰匙開關(guān)打向關(guān)的位置。3．?dāng)嚯娐╇姳Ｗo器。十．本卷須知1．測功機只能輸出信號，不能外接輸入。2．電阻盤轉(zhuǎn)動不要用力過猛，以免損壞電阻盤。3．電機與導(dǎo)軌連接時不要用力過猛，一定要連上橡皮連接頭，加上固定螺絲。4．儀表使用時注意量程選擇，防止亂告警。5．當(dāng)電路告警或換做實驗時，交流電源調(diào)節(jié)從零開場調(diào)。6．勵磁電源不要和直流穩(wěn)壓電源混淆，以免損壞設(shè)備。7．設(shè)備中假設(shè)有保險絲燒壞，可用同規(guī)格保險絲換上，不可過大或過小。8．掛箱搬動要輕拿輕放，因為里面有些電路板是插板式，以免松動。9．烙鐵不要放在實驗桌及主控屏上，以免燒壞實驗桌和主控屏，還有導(dǎo)線、儀表。實驗一直流電動機一.實驗?zāi)康?.掌握用實驗方法測取直流他勵電動機的工作特性和機械特性。2.掌握直流他勵電動機的調(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.實驗工程1.工作特性和機械特性保持U=UN和If=IfN不變，測取n、T2、n=f(Ia)及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)，R1=0，測取n=f(If)。四．實驗方法1．他勵電動機的工作特性和機械特性。斷開電源，按實驗線路圖1-1接線圖1-1直流他勵電動機實驗接線圖U1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源；R1、Rf：電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻(位于MEL-09或分別選用D44上的90Ω和1800Ω)；mA、A、V2：直流毫安、電流、電壓表〔V1已在設(shè)備上接好〕；G：渦流測功機；IS：渦流測功機勵磁電流調(diào)節(jié)，位于MEL-13；經(jīng)教師檢查無誤后，按以下步驟操作：a．將R1調(diào)至最大，Rf調(diào)至最小，適宜選擇各儀表的量程，檢查渦流測功機與MEL-13是否相連，將MEL-13“轉(zhuǎn)速控制〞和“轉(zhuǎn)矩控制〞選擇開關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制〞，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定〞電位器逆時針旋到底，翻開開關(guān)，起動直流電源，使電機旋轉(zhuǎn)，并調(diào)整電機的旋轉(zhuǎn)方向，使電機正轉(zhuǎn)。b．直流電機正常起動后，將電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零，調(diào)節(jié)直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的輸出至220V，再分別調(diào)節(jié)磁場調(diào)節(jié)電阻Rf和“轉(zhuǎn)矩設(shè)定〞電位器，使電動機到達額定值：U=UN=220V，Ia=IN，n=nN=1600r/min，此時直流電機的勵磁電流If=IfN〔額定勵磁電流〕。c．保持U=UN，If=IfN不變的條件下，逐次減小電動機的負載，即逆時針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定〞電位器，測取電動機電樞電流Ia、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T2，共取數(shù)據(jù)7-8組填入表1-1中。表1-1U=UN=220VIf=IfN=A實驗數(shù)據(jù)Ia〔A〕n〔r/min〕T2〔N.m〕計算數(shù)據(jù)P2〔w〕P1〔w〕η〔%〕△n〔%〕2．調(diào)速特性〔1〕改變電樞端電壓的調(diào)速a．按上述方法起動直流電機后，將電阻R1調(diào)至零，并同時調(diào)節(jié)負載，電樞電壓和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf，使電機的U=UN，Ia=0.5IN，If=IfN，記錄此時的T2=N.mb．保持T2不變，If=IfN不變，逐次增加R1的阻值，即降低電樞兩端的電壓Ua，R1從零調(diào)至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia，共取7-8組數(shù)據(jù)填入表1-2中。表1-2If=IfN=A,T2=N.mUa〔V〕n〔r/min〕Ia〔A〕〔2〕改變勵磁電流的調(diào)速a．直流電動機起動后，將電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf調(diào)至零，調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源的輸出為220V，調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定〞電位器，使電動機的U=UN，Ia=0.5IN，記錄此時的T2=N.mb．保持T2和U=UN不變，逐次增加磁場電阻Rf阻值，直至n=1.3nN(或Rf阻值最大)，每次測取電動機的n、If和Ia，共取7-8組數(shù)據(jù)填寫入表1-3中。表1-3U=UN=220V，T2=N.mn〔r/min〕If〔A〕Ia〔A〕五．實驗報告1.由表1-1計算出P2和η，并繪出n、T2、η=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲線。電動機輸出功率：P2=0.105nT2式中輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N·m，轉(zhuǎn)速n的單位為r／min。電動機輸入功率：P1=UI電動機效率：η=×100％電動機輸入電流：I=Ia+IfN由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：Δn=×100％2.繪出他勵電動機調(diào)速特性曲線n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒轉(zhuǎn)矩負載時兩種調(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。六．思考題1.他勵電動機的速率特性n=f(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)電動機的負載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端壓，為什么會引起電動機轉(zhuǎn)速降低3.當(dāng)電動機的負載轉(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.他勵電動機在負載運行中，當(dāng)磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛車〞為什么實驗二單相變壓器一．實驗?zāi)康?.通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數(shù)。二．預(yù)習(xí)要點1.變壓器的空載和短路實驗有什么特點實驗中電源電壓一般加在哪一方較適宜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小3.如何用實驗方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。三．實驗工程1.空載實驗測取空載特性UO=f(IO)，PO=f(UO)。2.短路實驗測取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK)。四．實驗方法1．空載實驗斷開電源，按實驗線路圖2-1接線圖2-1單相變壓器空載實驗接線圖變壓器T選用MEL-01三相組式變壓器中的一只或單獨的組式變壓器。實驗時，變壓器低壓線圈2U1〔a〕、2U2〔x〕接電源，高壓線圈1U1〔A〕、1U2〔X〕開路。A、V1、V2分別為交流電流表、交流電壓表，W為功率表。經(jīng)教師檢查無誤后，按以下步驟操作：a．在三相交流電源斷電的條件下，將調(diào)壓器旋鈕逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底。并合理選擇各儀表量程。變壓器T額定容量PN=77W，U1N/U2N=220V/55V，I1N/I2N=0.35A/1.4Ab．合上交流電源總開關(guān)，即按下綠色“閉合〞開關(guān)，順時針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1.2UNc．然后，逐次降低電源電壓，在1.2~0.5UN的范圍內(nèi)；測取變壓器的U0、I0、P0，共取6~7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-1中。其中U=UN的點必須測，并在該點附近測的點應(yīng)密些。為了計算變壓器的變化，在UN以下測取原方電壓的同時測取副方電壓，填入表2-1中。e．測量數(shù)據(jù)以后，斷開三相電源，以便為下次實驗作好準(zhǔn)備。表2-1序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)U0〔V〕I0〔A〕Po〔W〕U1U1。1U212345672．短路實驗斷開電源，按實驗線路圖2-2接線圖2-2單相變壓器短路實驗接線圖實驗時，變壓器T的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。A、V、W分別為交流電流表、電壓表、功率表，選擇方法同空載實驗。經(jīng)教師檢查無誤后，按以下步驟操作：a．?dāng)嚅_三相交流電源，將調(diào)壓器旋鈕逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底，即使輸出電壓為零。b．合上交流電源綠色“閉合〞開關(guān)，接通交流電源，逐次增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN為止。在0.5~1.1IN范圍內(nèi)測取變壓器的UK、IK、PK，共取6~7組數(shù)據(jù)記錄于表2-2中，其中I=IK的點必測。并記錄實驗時周圍環(huán)境溫度〔℃〕。表2-2室溫θ=℃序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)UK〔V〕IK〔A〕PK〔W〕123456五．本卷須知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。2.短路實驗操作要快，否則線圈發(fā)熱會引起電阻變化。六．實驗報告1.計算變比由空載實驗測取變壓器的原、副方電壓的三組數(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=U1U1.1U2／U2U1.2U22.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UO=f(IO)，PO=f(UO)，=f(UO)。式中：(2)計算激磁參數(shù)從空載特性曲線上查出對應(yīng)于Uo=UN時的IO和PO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)、=f(IK)?！?〕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θ〔OC〕短路參數(shù)。折算到低壓方,,由于短路電阻rK隨溫度而變化，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75OC時的阻值。式中：234.5為銅導(dǎo)線的常數(shù)，假設(shè)用鋁導(dǎo)線常數(shù)應(yīng)改為228。阻抗電壓IK=IN時的短路損耗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“Γ〞型等效電路。實驗三三相變壓器一.實驗?zāi)康?.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。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。三.實驗工程1.測定極性2.連接并判定以下聯(lián)接組(1)Y／Y-12(2)Y／Y-6(3)Y／Δ-11(4)Y／Δ-5四．實驗方法1.測定原、副方極性圖3-1測定原副方極性接線圖a．暫時標(biāo)出三相低壓繞組的標(biāo)記2U1(a)、2V1(b)、2W1(c)、2U2(x)、2V2(y)、2W2(z)，然后按照圖3-1接線。原、副方中點用導(dǎo)線相連。b．高壓三相繞組施加約50%的額定電壓，測出電壓U1U1.1U2(UA.X)、U1V1.1V2(UB.Y)、U1W1.1W2(UC.Z)、U2U1.2U2(Ua.x)、U2V1.2V2(Ub.y)、U2W1.2W2(Uc.z)、U1U1.2U1(UA.a)、U1V1.2V1(UB.b)、U2W1.2W1(UC.c),假設(shè)U1U1.2U1=U1U1.1U2-U2U1.2U2(UA.a=UA.X-Ua.x),則U相高、低壓繞組同柱，并且首端1U1(A)與2U1(a)點為同極性；U1U1.2U1=U1U1.1U2+U2U1.2U2(UA.a=UA.X+Ua.x),則1U1(A)與2U1(a)端點為異極性。c．用同樣的方法判別出1V1(B)、1W1(C)兩相原、副方的極性。上下壓三相繞組的極性確定后，根據(jù)要求連接出不同的聯(lián)接組。2.檢驗聯(lián)接組(1)Y／Y-12按照圖3－2接線。1U1(A)、2U1(a)兩端點用導(dǎo)線聯(lián)接，在高壓方施加三相對稱的電壓(220V)，測出U1U1.1V1(UA.B)、U2U1.2V1(Ua.b)、U1V1.2V1(UB.b)、U1W1.2W1(UC.c)及U1V1.2W1(UB.c)，將數(shù)字記錄于表3-1中。圖3－2Y／Y-12聯(lián)接組表3-1實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)U1U1.1V1UA.BU2U1.2V1Ua.bU1V1.2V1UB.bU1W1.2W1UC.cU1V1.2W1UB.cKLU1V1.2V1UB.bU1W1.2W1UC.cU1V1.2W1UB.c根據(jù)Y／Y-12聯(lián)接組的電動勢相量圖可知：；；；；；；假設(shè)用兩式計算出的電壓U1V1.2V1(UB.b)、U1W1.2W1(UC.c)及U1V1.2W1(UB.c)的數(shù)值與實驗測取的數(shù)值一樣，則表示線圖連接正常，屬Y／Y-12聯(lián)接組。(2)Y／Y-6將Y／Y-12聯(lián)接組的副方繞組首、末端標(biāo)記對調(diào)，1U1(A)、2U1(a)兩點用導(dǎo)線相聯(lián)，如圖3-3所示。按前面方法測出電壓U1U1.1V1(UA.B)、U2U1.2V1(Ua.b)、U1V1.2V1(UB.b)、U1W1.2W1(UC.c)及U1V1.2W1(UB.c)，將數(shù)據(jù)記錄于表3-2中。根據(jù)Y／Y-6聯(lián)接組的電動勢相量圖可得；；；；假設(shè)由上兩式計算出電壓U1V1.2V1(UB.b)、U1W1.2W1(UC.c)及U1V1.2W1(UB.c)的數(shù)值與實測一樣，則線圈連接正確，屬于Y／Y-6聯(lián)接組。圖3－3Y／Y-6聯(lián)接組表3-2實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)U1U1.1V1UA.BU2U1.2V1Ua.bU1V1.2V1UB.bU1W1.2W1UC.cU1V1.2W1UB.cKLU1V1.2V1UB.bU1W1.2W1UC.cU1V1.2W1UB.c(3)Y／Δ-11按圖3-4接線。1U1(A)、2U1(a)兩端點用導(dǎo)線相連，高壓方施加對稱電壓(220V)，測取U1U1.1V1(UA.B)、U2U1.2V1(Ua.b)、U1V1.2V1(UB.b)、U1W1.2W1(UC.c)及U1V1.2W1(UB.c)，將數(shù)據(jù)記錄于表3-3中表3-3實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)U1U1.1V1UA.BU2U1.2V1Ua.bU1V1.2V1UB.bU1W1.2W1UC.cU1V1.2W1UB.cKLU1V1.2V1UB.bU1W1.2W1UC.cU1V1.2W1UB.c根據(jù)Y／Δ-11聯(lián)接組的電動勢相量可得；；假設(shè)由上式計算出的電壓U1V1.2V1(UB.b)、U1W1.2W1(UC.c)及U1V1.2W1(UB.c)的數(shù)值與實測值一樣，則線圈連接正確，屬Y／Δ-11聯(lián)接組。圖3－4Y／Δ-11聯(lián)接組(4)Y／Δ-5將Y／Δ-11聯(lián)接組的副方線圈首、末端的標(biāo)記對調(diào)，如圖3-5所示。實驗方法同前，測取U1U1.1V1(UA.B)、U2U1.2V1(Ua.b)、U1V1.2V1(UB.b)、U1W1.2W1(UC.c)及U1V1.2W1(UB.c)，將數(shù)據(jù)記錄于表3-4中。表3-4實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)U1U1.1V1UA.BU2U1.2V1Ua.bU1V1.2V1UB.bU1W1.2W1UC.cU1V1.2W1UB.cKLU1V1.2V1UB.bU1W1.2W1UC.cU1V1.2W1UB.c根據(jù)Y／Δ-5聯(lián)接組的電動勢相量圖可得；；假設(shè)由上式計算出的電壓U1V1.2V1(UB.b)、U1W1.2W1(UC.c)及U1V1.2W1(UB.c)的數(shù)值與實測值一樣，則線圈聯(lián)接正確，屬于Y／Δ-5聯(lián)接組。圖3－5Y／Δ-5聯(lián)接組五．實驗報告1.計算出不同聯(lián)接組時的U1V1.2V1、U1W1.2W1、U1V1.2W1的數(shù)值與實測值進展比擬，判別繞組連接是否正確。2.在實驗過程中假設(shè)出現(xiàn)三相不平衡時，實驗結(jié)果會受到影響嗎為什么3.記錄實驗過程中出現(xiàn)的問題并闡述其解決方法。實驗四直流他勵電動機機械特性一．實驗?zāi)康牧私庵绷麟妱訖C的各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的機械特性二．預(yù)習(xí)要點1．改變他勵直流電動機械特性有哪些方法2．他勵直流電動機在什么情況下，從電動機運行狀態(tài)進入回饋制動狀態(tài)他勵直流電動機回饋制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況3．他勵直流電動機反接制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性。三．實驗工程1．電動及回饋制動特性。2．電動及反接制動特性。3．能耗制動特性。四．實驗方法及步驟1．電動及回饋制動特性斷開電源，按實驗線路圖4-1接線M為直流并勵電動機〔接成他勵方式〕，G為直流并勵電動機〔接成他勵方式〕。直流電壓表V1為220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶，V2的量程為300V；直流電流表mA1、A1分別為220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶毫安表、安倍表；mA2、A2分別選用量程為200mA、5A的毫伏表、安培表R1選用MEL-03上的900Ω電阻或選用D44上的1800Ω電阻；R2選用MEL-04上的180電阻或選用D44上的180Ω電阻；R3選用MEL-09上的3000Ω磁場調(diào)節(jié)電阻或選用D42上的3600Ω電阻；R4選用MEL-03上的2250Ω電阻〔用MEL-03中兩只900Ω電阻相并聯(lián)再加上兩只900Ω電阻相串聯(lián)〕或選用D42上的1800Ω再加上D41上的6只90Ω串聯(lián)共2340Ω的電阻；開關(guān)S1、S2選用MEL-05中或D51上的雙刀雙擲開關(guān)。按圖4-1接線，在開啟電源前，檢查開關(guān)、電阻等的設(shè)置；〔1〕開關(guān)S1合向“1〞端，S2合向“2〞端?！?〕電阻R1至最小值，R2、R3、R4阻值最大位置?！?〕直流勵磁電源開關(guān)和220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源開關(guān)須在斷開位置。圖4－1直流他勵電動機機械特性測定接線圖經(jīng)教師檢查無誤后，按以下步驟操作：a．按次序先按下綠色“閉合〞電源開關(guān)、再合勵磁電源開關(guān)和220V電源開關(guān)，使直流電動機M起動運轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源，使V1讀數(shù)為UN=220伏，調(diào)節(jié)R2阻值至零。b．分別調(diào)節(jié)直流電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻R1，發(fā)電機G磁場調(diào)節(jié)電阻R3、負載電阻R4〔先調(diào)節(jié)相串聯(lián)的900Ω電阻旋鈕，調(diào)到零用導(dǎo)線短接以免燒毀熔斷器，再調(diào)節(jié)900Ω電阻相并聯(lián)的旋鈕〕，使直流電動機M的轉(zhuǎn)速nN=1600r/min，If+Ia=IN=，此時If=IfN，記錄此值。c．保持電動機的U=UN=220V，If=IfN不變，改變R4及R3阻值，測取M在額定負載至空載范圍的n、Ia，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表中。表4-1UN=220伏IfN=AIa〔A〕n〔r/min〕d．折掉開關(guān)S2的短接線，調(diào)節(jié)R3，使發(fā)電機G的空載電壓到達最大〔不超過220伏〕，并且極性與電動機電樞電壓一樣。e．保持電樞電源電壓U=UN=220V，If=IfN，把開關(guān)S2合向“1〞端，把R4值減小，直至為零〔先調(diào)節(jié)相串聯(lián)的900Ω電阻旋鈕，調(diào)到零用導(dǎo)線短接以免燒毀熔斷器〕。再調(diào)節(jié)R3阻值使阻值逐漸增加，電動機M的轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)A1表的電流值為0時，此時電動機轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速，繼續(xù)增加R3阻值，則電動機進入第二象限回饋制動狀態(tài)運行直至電流接近0.8倍額定值〔實驗中應(yīng)注意電動機轉(zhuǎn)速不超過2100轉(zhuǎn)/分〕。測取電動機M的n、Ia，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表4-2中。圖4－2電動及回饋制動特性圖；4－3電動及反接制動特性圖；4－4能耗制動特性表4-2UN=220伏IfN=AIa〔A〕n〔r/min〕因為T2=CMφI2，而CMφ中為常數(shù)，則T∝I2，為簡便起見，只要求n=f〔Ia〕特性，見圖4-2。2．電動及反接制動特性。在斷電的條件下，對圖5-1作如下改動：〔1〕R1為MEL-09的3000Ω磁場調(diào)節(jié)電阻或選用D42上的3600Ω電阻，R2為MEL-03的900Ω電阻或選用D44上的1800Ω電阻，R3不用，R4不變?！?〕S1合向“1〞端，S2合向“2〞端〔短接線拆掉〕，把發(fā)電機G的電樞二個插頭對調(diào)。經(jīng)教師檢查無誤后，按以下步驟操作：a．在未上電源前，R1置最小值，R2置300Ω左右，R4置最大值。b．按前述方法起動電動機，測量發(fā)電機G的空載電壓是否和直流穩(wěn)壓電源極性相反，假設(shè)極性相反可把S2合向“1〞端。c．調(diào)節(jié)R2為900Ω，調(diào)節(jié)直流電源電壓U=UN=220V，調(diào)節(jié)R1使If=IfN，保持以上值不變，逐漸減小R4阻值，電機減速直至為零，繼續(xù)減小R4阻值，此時電動機工作于反接制動狀態(tài)運行〔第四象限〕；d．再減小R4阻值，直至電動機M的電流接近0.8倍IN，測取電動機在第1、第4象限的n、I2，共取5-6組數(shù)據(jù)記錄于表4-3中。表4-3 R2=900Ω UN=220V IfN= AI2〔A〕n〔r/min〕為簡便起見，畫n=f〔Ia〕，見圖4-3。3．能耗制動特性圖5-1中，R1用3000Ω，R2改為360歐〔采用MEL-04中只90Ω電阻相串聯(lián)〕或用D44上的180Ω，R3采用MEL-03中的900歐電阻或D42上的1800Ω，R4仍用2250Ω電阻或2340Ω。操作前，把S1俁向“2〞端，R1、R2置最大值，R3置最大值，R4置300歐〔把兩只串聯(lián)電阻調(diào)至零位，并用導(dǎo)線短接，把兩只并聯(lián)電阻調(diào)在300歐位置〕，S2合向“1〞端。按前述方法起動發(fā)電機G〔此時作電動機使用〕，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源使U=UN=220伏，調(diào)節(jié)R1使電動機M的If=IfN,調(diào)節(jié)R3使發(fā)電機G的If=80mA，調(diào)節(jié)R4并先使R4阻值減小，使電機M的能耗制動電流Ia接近0.8IaN數(shù)據(jù)，記錄于表4-4中。表4-4 R2=360Ω IfN= mAIa〔A〕n〔r/min〕調(diào)節(jié)R2的180Ω，重復(fù)上述實驗步驟，測取Ia、n，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表4-5中。表4-5 R2=180Ω IfN= mAIa〔A〕n〔r/min〕當(dāng)忽略不變損耗時，可近似為電動機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩等于電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T=CMΦIa，他勵電動機在磁通Φ不變的情況下，其機械特性可以由曲線n=f〔Ia〕來描述。畫出以上二條能耗制動特此曲線n=f〔Ia〕，見圖4-4。五．實驗本卷須知調(diào)節(jié)串并聯(lián)電阻時，要按電流的大小而相應(yīng)調(diào)節(jié)串聯(lián)或并聯(lián)電阻，防止電阻過流燒毀熔斷絲。六．實驗報告根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出電動機運行在第一、第二、第四象限的制動特性n=f〔Ia〕及能耗制動特性n=f〔Ia〕。七．思考題1.回饋制動實驗中,如何判別電動機運行在理想空載點?2.直流電動機從第一象限運行到第二象限轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向不變,試問電磁轉(zhuǎn)矩的方向是否也不變?為什么?3.M，G實驗機組,當(dāng)電動機M從第一象限運行到第四象限,其轉(zhuǎn)向反了,而電磁轉(zhuǎn)矩方向不變,為什么?作為負載的G,從第一到第四象限其電磁矩方向是否改變?為什么?實驗五三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性一．實驗?zāi)康牧私馊嗬@線式異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。二．預(yù)習(xí)要點1．如何利用現(xiàn)有設(shè)備測定三相繞線式異步電動機的機械2．測定各種運行狀態(tài)下的機械特性應(yīng)注意哪些問題。3．如何根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)計算被試電機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。三．實驗工程1．測定三相繞線式異步電動機在電動運行狀態(tài)和再生發(fā)電制功狀態(tài)下機械特性。2．測定三相繞線式異步電動機在反接制動運行狀態(tài)下的機械特性。四．實驗方法及步驟實驗線路如圖5-5。M為三相繞線式異步電動機；G為直流并勵電動機M03〔作他勵接法〕；RS選用MEL-04上的三組90Ω電阻或D41上的90Ω三組電阻；R1選用675Ω電阻〔MEL-03中，450Ω電阻和225Ω電阻相串聯(lián)〕，或選用D44上的180Ω加上D42上的四只900Ω串聯(lián)加兩只900Ω并聯(lián)共4230Ω阻值；Rf選用3000Ω磁場調(diào)節(jié)電阻或D44上的1800Ω電阻；V2、A2、mA分別為直流電壓、電流、毫安表，V1、A1、W1、W2為交流、電壓、電流、功率表；S1選用是雙刀雙擲開關(guān)1．測定三相繞線式異步電機電動及再發(fā)電制動機械特性儀表量程及開關(guān)、電阻的選擇：〔1〕V2的量程為300V檔，mA的量程為200mA檔，A2的量程為2A檔?！?〕RS阻值調(diào)至零，R1、Rf阻值調(diào)至最大?！?〕開關(guān)S1合向“2〞端。〔4〕三相調(diào)壓旋鈕逆時針到底，直流電機勵磁電源開關(guān)和220V直流穩(wěn)壓電源開關(guān)在斷開位置。并且直流穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)旋扭逆時針到底，使電壓輸出最小。經(jīng)教師檢查無誤后，按以下步驟操作：〔1〕接下綠色“閉合〞按鈕開關(guān)，接通三相交流電源，調(diào)節(jié)三相交流電壓輸出為180V〔注意觀察電機轉(zhuǎn)向是否符合要求〕，并在以后的實驗中保持不變。圖5－1繞線式異步電動機機械特性測定接線圖〔2〕接通直流電機勵磁電源，調(diào)節(jié)Rf阻值使If=95mA并保持不變。接通可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的開關(guān)，在開關(guān)S1的“2〞端測量電機G的輸出電壓極性，先使其極性與S1開關(guān)“1〞端的電樞電源相反。在R1為最大值的條件下，將S1合向“1〞端?！?〕調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源和R1的阻值〔對于R1選用675Ω電阻，先調(diào)節(jié)R1中的450Ω電阻，當(dāng)減到0時，用導(dǎo)線短接，再調(diào)節(jié)225Ω電阻，同時調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源〕，使電動機從堵轉(zhuǎn)〔約200轉(zhuǎn)左右〕到接近于空載狀態(tài)，其間測取電機G的Ua、Ia、n及電動機M的交流電流表A、功率表PI、PII的讀數(shù)。共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于5-6中。表5-6 U=200V RS=0 If= mAUa(A)Ia(A)n(r/min)I1(A)PI(W)PII(W)〔4〕當(dāng)電動機M接近空載而轉(zhuǎn)速不能調(diào)高時，將S1含向“2〞位置，調(diào)換發(fā)電機G的電樞極性使其與“直流穩(wěn)壓電源〞同極性。調(diào)節(jié)直流電源使其G的電壓值接近相等，將S1合至“1〞端，減小R1阻值直至為零〔用導(dǎo)線短接900Ω相串聯(lián)的電阻〕?！?〕升高直流電源電壓，使電動機M的轉(zhuǎn)速上升，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速時，異步電機功率接近于0，繼續(xù)調(diào)高電樞電壓，則異步電機從第一象限進入第二象限再生發(fā)電制動狀態(tài)，直至異步電機M的電流接近額定值，測取電動機M的定子電流I1、功率PI、PII，轉(zhuǎn)速n和發(fā)電機G的電樞電流Ia，電壓Ua，填入表5-7中。表5-7 U=200伏 If= AUa(A)Ia(A)n(r/min)I1(A)PI(W)PII(W)2．電動及反接制動運行狀態(tài)下的機械特性在斷電的條件下，把RS的三只可調(diào)電阻調(diào)至90Ω，折除R1的短接導(dǎo)線，并調(diào)至最大2250歐，直流發(fā)電機G接到S1上的兩個接線端對調(diào)，使直流發(fā)電機輸出電壓極性和“直流穩(wěn)壓電源〞極性相反，開關(guān)S1合向“2〞，逆時針調(diào)節(jié)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)旋鈕到底?！?〕按下綠色“閉合〞按鈕開關(guān)，調(diào)節(jié)交流電源輸出為200伏，合上勵磁電源開關(guān)，調(diào)節(jié)Rf的阻值，使If=95mA?！?〕按下直流穩(wěn)壓電源的開關(guān)和復(fù)位按鈕，起動直流電源，開關(guān)S1合向“1〞，讓異步電機M帶上負載運行，減小R1阻值〔先減小1800歐0.41A，當(dāng)減至最小時，用導(dǎo)線短接，再接小450歐0.82A〕，使異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速下降，直至為零。〔3〕繼續(xù)減小R1阻值或調(diào)離電樞電壓值，異步電機即進入反向運轉(zhuǎn)狀態(tài)，直至其電流接近額定值，測取發(fā)電機G的電樞電流Ia、電壓、Ua值和異步電動機M的定子電流I1、P1、PII、轉(zhuǎn)速n，共取8-9組數(shù)據(jù)填入表5-8中。表5-8 U=200伏 Uf=95mAUa(A)Ia(A)n(r/min)I1(A)PI(W)PII(W)六．實驗本卷須知1.調(diào)節(jié)串并聯(lián)電阻時,要按電流的大小而相應(yīng)調(diào)節(jié)串聯(lián)或并聯(lián)電阻,防止電阻器過流引起燒壞。七．實驗報告根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出三相繞線轉(zhuǎn)子異步電機運行在三種狀態(tài)下的機械特性。八．思考題1.再生發(fā)電制動實驗中,如何判別電機運行在同步轉(zhuǎn)速點?2.在實驗過程中,為什么電機電壓降到200V?在此電壓下所得的數(shù)據(jù),要計算出全壓下的機械特性應(yīng)作如何處理?實驗六三相異步電機的M-S曲線測繪一．實驗?zāi)康挠帽倦姍C教學(xué)實驗臺的測功機轉(zhuǎn)速閉環(huán)功能測繪各種異步電機的轉(zhuǎn)矩~轉(zhuǎn)差曲線，并加以比擬。二．實驗工程1．鼠籠式異步電機的M-S曲線測繪測。2．繞線式異步電動機的M-S曲線測繪。三．實驗原理異步電機的機械特性的圖6-1所示。在某一轉(zhuǎn)差率Sm時，轉(zhuǎn)矩有一最大值Tm，稱為異步電機的最大轉(zhuǎn)矩，Sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率。Tm是異步電動機可能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩。如果負載轉(zhuǎn)矩Tz＞Tm，電動機將承當(dāng)不了而停轉(zhuǎn)。起動轉(zhuǎn)矩Tst是異步電動機接至電源開場起動時的電磁轉(zhuǎn)矩，此時S=1〔n=0〕。對于繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機，轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)附加電阻，便能改變Tst，從而可改變起動特性。異步電動機的機械特性可視為兩局部組成，即當(dāng)負載功率轉(zhuǎn)矩Tz≤TN時，機械特性近似為直線，稱為機械特性的直線局部，又可稱為工作局部，因電動機不管帶何種負載均能穩(wěn)定運行；當(dāng)S≥Sm時，機械特性為一曲線，稱為機械特性的曲線局部，對恒轉(zhuǎn)矩負載或恒功率負載而言，因為電動機這一特性段與這類負載轉(zhuǎn)矩特性的配合，使電機不能穩(wěn)定運行，而對于通風(fēng)機負載，則在這一特性段上卻能穩(wěn)定工作。在本實驗系統(tǒng)中，通過對電機的轉(zhuǎn)速進展檢測，動態(tài)調(diào)節(jié)施加于電機的轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生隨著電機轉(zhuǎn)速的下降，轉(zhuǎn)矩隨之下降的負載，使電機穩(wěn)定地運行了機械特性的曲線局部。通過讀取不同轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，可描繪出不同電機的M-S曲線。圖6－1異步電機的機械特性圖6－2鼠籠式異步電機的M-S曲線測繪接線圖四．實驗方法1．鼠籠式異步電機的M-S曲線測繪被試電機為三相鼠籠式異步電動機M04，Y接法。G為渦流測功機，與M04電機同軸安裝。斷開電源，按實驗線路圖6－2接線，其中電壓表采用指針式或數(shù)字式均可，量程選用300V檔，電流表采用數(shù)字式，可選0.75A量程檔。起動電機前，將三相調(diào)壓器旋鈕逆時針調(diào)到底，并將MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制〞和“轉(zhuǎn)速控制〞選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制〞，并將“轉(zhuǎn)速設(shè)定〞調(diào)節(jié)旋鈕順時針調(diào)到底。經(jīng)教師檢查無誤后，按以下步驟操作：〔1〕按下綠色“閉合〞按鈕開關(guān)，調(diào)節(jié)交流電源輸出調(diào)節(jié)旋鈕，使電壓輸出為220V，起動交流電機。觀察電機的旋轉(zhuǎn)方向，是之符合要求?！?〕逆時針緩慢調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定〞電位器經(jīng)過一段時間的延時后，M04電機的負載將隨之增加，其轉(zhuǎn)速下降，繼續(xù)調(diào)節(jié)該電位器旋鈕電機由空載逐漸下降到200轉(zhuǎn)/分左右〔注意：轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)/分時，有可能造成電機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定?！场?〕在空載轉(zhuǎn)速至200轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)，測取8-9組數(shù)據(jù)，其中在最大轉(zhuǎn)矩附近多測幾點，填入表6-1。表6-1 UN=220V Y接法序號123456789轉(zhuǎn)速〔r/min〕轉(zhuǎn)矩〔N.m〕〔4〕當(dāng)電