电机拖动实验指导Word文件下载.docx
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图中直流他励电动机M用DJ15，其额定功率PN=185W，额定电压UN=220V，额定电流IN=1.06A（1-4号台）或1.2A（5-8号台），额定转速nN=1600r/min,额定励磁电流IfN<
0.16A。
校正过的直流发电机MG作为测功机使用，TG为测速发电机。
直流电流表选用D31。
R1选用D44的180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻。
Rf1用D44的1800Ω阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。
Rf2选用D42的1800Ω阻值的变阻器，作为MG励磁回路的电阻。
R2选用D41的3组90Ω与90Ω并联后的串联值作为MG的负载电阻。
接好线后，检查M、MG及TG之间是否用联轴器直接联接好。
图2-1直流他励电动机接线图
4.他励直流电动机起动步骤
⑴检查按图2-1的接线是否正确，电表的极性、量程选择是否对，电动机励磁回路接线是否牢靠。
然后，将电动机电枢串联起动电阻R1，MG的负载电阻R2、及MG的磁场回路电阻Rf2调到阻值最大位置，M的磁场调节电Rf1调到最小位置，断开开关S，并断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动准备。
⑵开启控制屏上的电源总开关，按下其上方的“开”按钮，接通其下方左边的励磁电源开关，观察M及MG的励磁电流值，调节Rf2使If2等于校正值（100mA）并保持不变，再接通控制屏下方右边的电枢电源开关，使M起动。
⑶M起动后观察转速表指针偏转方向，应为正向偏转，若不正确，可拨动转速表上正、反向开关来纠正；
或者依据数显转速表的正负判断转向的正确性。
调节控制屏上电枢电源“电压调节”旋钮，使电动机端电压为220伏。
减小起动电阻R1阻值，直至短接。
⑷合上校正过的直流发电机MG的负载开关S，调节R2阻值，使MG的负载电流IF改变，即直流电动机M的输出转矩T2改变（按IF的值，查对应于If2=100mA时的校正曲线T2=f（IF）可得知M的输出转矩T2的值，或者直接在D55上读取T2的值）。
⑸调节他励电动机的转速
分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R1和励磁回路的调节电阻Rf1，观察转速变化情况。
⑹改变电动机的转向
将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值，先切断控制屏上的电枢电源开关，然后切断控制屏上的励磁电源开关，使他励电动机停机。
在断电情况下，将电枢或励磁绕组的两端之一接线对调后，再按他励电动机的起动骤起动电动机，并观察电动机的转向及转速表指针偏转的方向。
五、注意事项
1.直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻Rf1调至最小，先接通励磁电源，使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻R1调至最大，然后方可接通电枢电源。
使电动机正常起动。
起动后，将起动电阻R1调至零，使电机正常工作。
2.直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。
同时必须将电枢串联的起动电阻R1调回到最大值，励磁回路串联的电阻Rf1调回到最小值。
给下次起动作好准备。
3.测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。
4.若要测量电动机的转矩T2，必须将校正过的直流电机MG（在此作测功机使用）的励磁电流调整到校正值：
100mA，以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。
六、实验报告
1.画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。
说明电动机起动时，起动电阻R1和磁场调节电阻Rf1应调到什么位置？
2.在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化？
增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？
3.用什么方法可以改变直流电动机的转向？
4.为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢靠？
为什么起动时电枢回路必须串联起动变阻器？
实验二三相变压器实验
1.通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。
2.通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。
1.如何用双瓦特计法测三相功率；
空载和短路实验应如何合理布置仪表。
2.三相心式变压器的三相空载电流是否对称。
3.如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。
4.空载、短路实验中，电源一般接在哪一方。
1.测定变比。
2.空载实验。
测取空载特性UO=f（IO），PO=f（UO），
=f（UO）。
3.短路实验。
测取短路特性UK=f（IK），PK=f（IK），
=f（IK）。
4.纯电阻负载实验。
保持Ul＝UN，
＝1的条件下，测取U2=f（I2）。
图2-4三相变压器变比实验接线图
1.测定变比
实验线路如图2-4所示，被试变压器选用DJl2三相三绕组心式变压器，额定容量PN＝152/152/152W，UN=220／63.6／55V，IN=0.4/1.38/1.6A，Y/Δ/Y接法。
实验时只用高、低压两组绕组，低压绕组接电源，高压绕组开路。
将控制屏调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，调到三相交流电源输出电压为零的位置。
开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，调节外施电压U＝0.5UN=27.5V，测取高、低绕组的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，记录于表2-4中。
表2-4三相变压器变比测量
高压绕组线电压（V）
低压绕组线电压（V）
变比（K）
UAB
Uab
KAB
UBC
Ubc
KBC
UCA
Uca
KCA
2.空载实验
⑴将控制屏左侧三相交流电源的调压旋钮调到输出电压为零的位置，按下“关”按钮，在断电的条件下，按图2-5接线。
变压器低压绕组接电源，高压绕组开路。
图2-5三相变压器空载实验接线图
⑵按下“开”按钮接通三相交流电源，调节电压，使变压器的空载电压Uo=1.2UN。
⑶逐次降低电源电压，在（1.2—0.2）UN范围内，测取变压器三相线电压、线电流和功率。
⑷测取数据时，其中UO＝UN的点必测。
共取数据6-7组记录于表2-5中。
表2-5三相变压器空载实验
序
号
UO（V）
IO（A）
PO（W）
UO
IA
IB
IC
IO
PⅠ
PⅡ
PO
1
2
3
4
5
6
7
3.短路实验
⑴将三相交流电源的输出电压调至零值。
按下“关”按钮，在断电的条件下，按图2-6接线。
变压器高压绕组接电源，低压绕组直接短路。
⑵按下“开”按钮接通电源，逐次缓慢增大电源电压，使变压器的短路电流IK=1.1IN。
图2-6三相变压器短路实验接线图
⑶逐次降低电源电压，在IK=1.1~0.2IN的范围内，测取变压器的三相输入电压UK、电流IK及功率PK。
⑷测取数据时，IK＝IN其中点必测，共取数据5-7组填入表2-6中。
实验时记下周围环境温度（℃），作为绕组的实际温度。
表2-6三相变压器短路实验
UK（V）
IK（A）
PK（W）
UK
IK
PK
4.纯电阻负载实验
图2-7三相变压器负载实验接线图
⑴将电源电压调至零值，按下“关”按钮，按图2-7接线。
变压器低压绕组接电源，高压绕组经开关S1接负载电阻RL，RL选用D42的1800Ω变阻器共三组。
将负载电阻RL阻值调至最大，打开开关S1。
⑵按下“开”按钮接通电源，调节交流电压，使变压器的输入电压U1＝UN。
⑶在保持U1＝UN的条件下，合上开关S1，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，测取三相变压器输出线电压和相电流。
⑷测取数据时，其中I2＝0和I2＝IN两点必测。
共取数据5-7组记录于表2-7中。
表2-7三相变压器负载实验U1＝UN＝V；
＝1
U（V）
I（A）
U2
I2
在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置。
做短路实验时操作要快，否则绕组发热会引起电阻变化。
1.计算变压器的变比K
KAB=UAB/UabKBC=UBC/UbcKCA=UCA/Uca
平均变比K=（KAB+KBC+KCA）/3
根据实验数据，计算各线电压之比，然后取其平均值作为变压器的变比。
2.根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数
⑴绘出空载特性曲线UO=f（IO），PO=f（UO），
式中：
UO=（Uab+Ubc+Uca）/3，IO=（Ia+Ib+Ic）/3，PO＝PⅠ+PⅡ，
⑵计算激磁参数
从空载特性曲线查出对应于UO=UN时的IO和PO值，并由下式求取激磁参数。
3.绘出短路特性曲线和计算短路参数
⑴绘出短路特性曲线UK=f（IK），PK=f（IK），
式中：
UK=（UAB+UBC+UCA）/3；
IK=（IAB+IBC+ICA）/3；
PK＝PⅠ+PⅡ，
⑵计算短路参数
从短路特性曲线查出对于IK=IN时的UK和PK值，并由下式算出实验环境温度θ℃时的短路参数。
折算到低压方
换算到基准工作温度下的短路参数
和
计算短路电压百分数
计算IK=IN时的短路损耗
4.根据空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器的“Γ”型等效电路。
5.变压器的电压变化率
⑴根据实验数据绘出
时的特性曲线U2=f（I2），由特征曲线算出I2=I2N时的电压变化：
⑵根据实验求出的参数，算出I2=IN，
时的电压变化率：
6.绘出被试变压器的效率特性曲线
⑴用间接法算出在
时，不同负载电流时变压器效率，记录于表2-8中。
表2-8变压器效率计算结果
PO=W，PKN=W
I2（A）
P2（W）
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
式中PN为变压器的额定容量，PKN为变压器IK＝IN时的短路损耗，PO为UO＝UN时的空载损耗。
⑵计算被试变压器
时的负载系数
实验三三相异步电动机的起动与调速
通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。
1.复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。
2.复习异步电动机的调速方法。
1.直接起动
2.星形—三角形（Y—Δ）变换起动。
3.自耦变压器降压法起动。
4.线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。
5.线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。
1.三相鼠笼式异步电机直接起动试验
⑴按图2-19接线，电机绕组为Δ接法。
图2-19异步电动机直接起动
⑵把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。
⑶调节调压器，使输出电压达电机额定电压220V，使电机起动旋转，（如电机旋转方向不符合要求时，必须首先按下“关”按钮，切断三相交流电源，然后再调整相序）。
⑷按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“开”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值（按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量）。
2.星形一三角形（Y—Δ）起动
⑴按图20接线，把调压器退到零位。
⑵三相双掷开关合向右边（Y接法）。
合上电源开关，调节调压器使逐渐升压至电机额定电压220V，断开电源，待电机停转。
图2-20三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动
⑶合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把S合向左边，使电机（Δ接法）正常运行，整个起动过程结束。
观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定性比较。
3.自耦变压器降压法起动
⑴按图2-21接线，电机绕组为Δ接法。
⑶合上电源开关，调节调压器使输出电压达电机额定电压220伏，断开电源，待电机停转。
⑷把S合向右边，合上电源开关，使电机按自耦变压器降压起动（自耦变压器抽头输出电压分别为电源电压的80％、60％和40％），经过一段时间再把S合向左边，使电机按额定电压正常运行，整个起动过程结束。
图2-21三相鼠笼式异步电动机自耦变压器法起动
4.绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动
⑴实验线路图见图2-22。
电机定子绕组采用Y形接法。
⑵转子三相绕组每相串入的电阻值为0～15Ω（利用D43三组电阻器）。
⑶按下“开”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值（按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量），将数据填入表2-21中。
表2-21绕线式异步电动机转子绕组串可变电阻器起动实验
Rst（Ω）
15
Ist（A）
5.绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速
⑴实验线路图同图2-22。
同轴联接校正直流电机MG作为绕绕式异步电动机M的负载，MG的实验电路参考图2-2左接线。
电路接好后，将M的转子附加电阻调至最大。
⑵合上电源开关，电机空载起动，保持调压器的输出电压为电机额定电压220V，转子附加电阻调至零。
⑶调节校正电机的励磁电流If为校正值（100mA），再调节直流发电机负载电流，使电动机输出功率接近额定功率并保持此时的输出转矩T2不变，改变转子附加电阻（每相附加电阻分别为0Ω、2Ω、5Ω、15Ω），测相应的转速记录于表2-22中。
图2-22绕线式异步电动机转子绕组串可变电阻器起动
表2-22绕线式异步电动机转子绕组串可变电阻器起动实验
n（r/min）
五、实验报告
1.比较异步电动机不同起动方法的优缺点。
2.由起动试验数据求下述三种情况下的起动电流和起动转矩：
⑴外施额定电压UN（直接法起动）；
⑵外施电压为
（Y-Δ起动）；
⑶外施电压为Uk/KA，式中KA为起动用自耦变压器的变比。
3.线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对起动电流的影响。
4.线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。
六、思考题
1.起动电流和外施电压成正比，起动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能够成立？
2.起动时的实际情况和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？
4三相异步电动机的正反转控制线路
一、实验目的
1、通过对三相异步电动机正反转控制线路的接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。
2、掌握三相异步电动机正反转的原理和方法。
3、掌握手动控制正反转控制、接触器联锁正反转、按钮联锁正反转控制及按钮和接触器双重联锁正反转控制线路的不同接法，并熟悉在操作过程中有哪些不同之处。
二、选用组件
1、实验设备
序号
型号
名称
数量
DJ24
三相鼠笼异步电动机（△/220V）
1件
D61
继电接触控制挂箱
（一）
D62
继电接触控制挂箱
（二）
2、屏上挂件排列顺序：
D61、D62
三、实验方法
1、倒顺开关正反转控制线路：
（1）旋转控制屏左侧调压器旋钮将三相调压电源U、V、W输出线电压调到220V，按下“停止”按钮切断交流电源。
（2）按图8-4接线。
图中Q1（用以模拟倒顺开关）、FU1、FU2、FU3选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V）。
（3）启动电源后，把开关Q1合向“左合”位置，观察电机转向。
（4）运转半分钟后，把开关Q1合向“断开”位置后，再扳向“右合”位置，观察电机转向。
图8-4倒顺开关正反转控制线路
2、接触器联锁正反转控制线路：
（1）按下“停止”按钮切断交流电源。
按图8-5接线。
图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61挂件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V）。
经指导老师检查无误后，按下“启动”按钮通电操作。
（2）合上电源开关Q1，接通220V三相交流电源。
（3）按下SB1，观察并记录电动机M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。
（4）按下SB3，观察并记录M运转状态、接触器各触点的吸断情况。
（5）再按下SB2，观察并记录M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。
图8-5接触器联锁正反转控制线路
3、按钮联锁正反转控制线路：
（1）按下“停止”按钮切断交流电源。
按图8-6接线。
经检查无误后，按下“启动”按钮通电操作。
（3）按下SB1，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。
（4）按下SB3，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。
（5）按下SB2，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。
图8-6按钮联锁正反转控制线路
4、按钮和接触器双重联锁正反转控制线路：
（1）按下“停止”按钮切断三相交流电源按图8-7接线。
图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件，电机选用DJ24（△/220V）。
（2）合上电源开关Q1，接通220V交流电源。
（4）按下SB2，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。
（5）按下SB3，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。
图8-7按钮和接触器双重联锁正反转控制线路
四、讨论题
1、在图8-4中，欲使电机反转为什么要把手柄扳到“停止”使电动机M停转后，才能扳向“反转”使之反转，若直接扳至“反转”会造成什么后果？
2、试分析图8-4、8-5、8-6、8-7各有什么特点？
并画出运行原理流程图。
3、图8-5、8-6虽然也能实现电动机正反转直接控制，但容易产生什么故障，为什么？
图8-7比图8-5和8-6有什么优点？
4、接触器和按钮的联锁触点在继电接触控制中起到什么作用？
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