4《电机与拖动基础》实验指导书Word文件下载.docx
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7）D51
波形测试及开关板
2、屏上挂件排列顺序
D31、D42、D51、D31、D44
3、他励电动机的机械特性
1）按图1-1接线（注：
励磁回路的电流表、滑线变阻器Rf先不接，后面做“弱磁升速”是才接）。
要求断电接线，注意R2要预置最大值。
直流电机MG做他励发电机用，作为直流电动机M的负载。
图1-1 直流并励电动机接线图
送电源：
先合励磁电源，后合电枢电源；
断电源则反之：
先分电枢电源，后分励磁电源。
开机方法：
先将电枢电源调到50V，然后合上S1开关（实际工作中为按启动按钮）；
然后逐渐调大Ua，直至速度上升到满足生产要求为止（此时Ua通常为180V—220V，本实验调至190V即可）；
测量数据：
S1断开时记录载电流（即电枢电流Ia）及电机转速n的数据1组；
然后合上S1带上负载（预置最大值），然后逐渐增加负载（即逐渐减小R2之值，调节时注意电枢电流不能大于1.2A）的过程中，再记录负载电流（即电枢电流Ia）及电机转速n的数值6组（其中电枢电流的额定值Ia=Ia=1.2A时的数据必测）。
表1-1
Ia（A）
n（r/min）
4、改变电枢端电压的调速
按上述方法开机，记录Ua自150V至220V时的电源电压Ua和电机转速；
表1-2
Ua（V）
5、弱磁升速
先拆掉R2（拆后线路悬空，即为空载），然后接入Rf（先预置最小值），再按上述方法开机，使Ua为190v，逐渐调大Rf，记录励磁电流If和电机转速n数据6组（其中Rf=0欧时的数据必测）。
表1-3 Ua== V
If（mA）
五、实验报告
1、实验结束后，每位同学将各自记录在实验报告纸上的实验数据给指导老师签字，并附在各自撰写的实验报告中；
2、绘制此直流电机的n=f（Ia）特性曲线。
3、绘出他励电动机调速特性曲线n=f（Ua）和n=f（If）。
分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。
4、回答思考题。
六、思考题
1、他励电动机的转速特性n=f（Ia）为什么是略微下降？
是否会出现上翘现象？
为什么？
上翘的速率特性对电动机运行有何影响？
2、他励直流电动机的起动电流决定于什么？
3、他励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时可能会造成什么后果？
实验二 单相变压器
1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。
2、通过负载实验测取变压器的运行特性。
1、变压器的空载和短路实验有什么特点？
实验中电源电压一般加在哪一方较合适？
2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？
3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。
三、实验项目
1、空载实验
测取空载特性U0=f（I0），P0=f（U0）,cosφ0=f（U0）。
2、短路实验
测取短路特性UK=f（IK），PK=f（IK）,cosφK=f（IK）。
3、负载实验
（1）纯电阻负载
保持U1=UN，cosφ2=1的条件下，测取U2=f（I2）。
（2）阻感性负载
保持U1=UN，cosφ2=0.8的条件下，测取U2=f（I2）。
四、实验方法1、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
D33
交流电压表
1件
2
D32
交流电流表
3
D34-3
单三相智能功率、功率因数表
4
DJ11
三相组式变压器
5
D42
6
D43
三相可调电抗器
7
D51
2、屏上排列顺序
D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D43
3、空载实验图2-1空载实验接线图
1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图2-1接线。
被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。
变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。
2）选好所有电表量程。
将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。
3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。
调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2UN的范围内，测取变压器的U0、I0、P0。
4）测取数据时，U=UN点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。
记录于表2-1中。
5）为了计算变压器的变比，在UN以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表3-1中。
表3-1
实验数据
计算数据
U0（V）
I0（A）
P0（W）
UAX（V）
cosφ0
4、短路实验
1）按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图2-2接线（以后每次改接线路，都要关断电源）。
将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。
图2-2短路实验接线图
2）选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。
3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于IN为止，在（0.2～1.0）IN范围内测取变压器的UK、IK、PK。
4）测取数据时，IK=IN点必须测，共测取数据6-7组记录于表2-2中。
实验时记下周围环境温度（℃）。
表2-2室温℃
计算数据
UK（V）
IK（A）
PK（W）
cosφK
5、负载实验
实验线路如图2-3所示。
变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电抗XL上。
RL选用D42上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值，XL选用D43，功率因数表选用D34-3，开关S1和S2选用D51挂箱
图2-3负载实验接线图
1）将调压器旋钮调到输出电压为零的位置，S1、S2打开，负载电阻值调到最大。
2）接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN。
3）保持U1=UN，合上S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻RL的值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。
4）测取数据时，I2=0和I2=I2N=0.35A必测，共取数据6-7组，记录于表2-3中。
表2-3cosφ2=1U1=UN=V
序号
U2（V）
I2（A）
（2*）阻感性负载（cosφ2=0.8）
1）用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，S1、S2打开，电阻及电抗值调至最大。
2）接通交流电源，升高电源电压至U1=U1N
3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cosφ2=0.8条件下，逐渐增加负载电流，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2。
4）测取数据时，其I2=0，I2=I2N两点必测，共测取数据6-7组记录于表2-4中。
表2-4cosφ2=0.8U1=UN=V
五、注意事项
1、在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。
2、短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。
六、实验报告
1、计算变比
由空载实验测变压器的原副方电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。
K=UAX/Uax
2、绘出空载特性曲线和计算激磁参数
（1）绘出空载特性曲线U0=f（I0），P0=f（U0），cosφ0=f（U0）。
式中：
（2）计算激磁参数
从空载特性曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式算出激磁参数
3、绘出短路特性曲线和计算短路参数
（1）绘出短路特性曲线UK=f（IK）、PK=f（IK）、cosφK=f（IK）。
（2）计算短路参数
从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK=IN时的UK和PK值由下式算出实验环境温度为θ（℃）时的短路参数。
折算到低压方
由于短路电阻rK随温度变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75℃时的阻值。
234.5为铜导线的常数,若用铝导
线常数应改为228。
计算短路电压（阻抗电压）百分数
IK=IN时短路损耗PKN=IN2rK75℃
4、利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“T”型等效电路。
5、变压器的电压变化率
（1）绘出cosφ2=1和cosφ2=0.8两条外特性曲线U2=f（I2），由特性曲线计算出I2=I2N时的电压变化率
（2）根据实验求出的参数，算出I2=I2N、cosφ2=1和I2=I2N、cosφ2=0.8时的电压变化率Δu。
将两种计算结果进行比较,并分析不同性质的负载对变压器输出电压U2的影响。
6、绘出被试变压器的效率特性曲线
（1）用间接法算出cosφ2=0.8不同负载电流时的变压器效率,记录于表2-5中。
PKN为变压器IK=IN时的短路损耗（W）；
P0为变压器U0=UN时的空载损耗（W）。
为副边电流标么值
表2-5cosφ2=0.8P0=WPKN=W
I*2
P2（W）
η
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
（2）由计算数据绘出变压器的效率曲线η=f（I*2）。
（3）计算被试变压器η=ηmax时的负载系数βm：
实验三 三相异步电动机
一、实验目的
1、了解三相异步电动机的结构，加深对三相异步电动机工作原理的理解；
2、掌握判断三相异步电动机定子绕组的首尾端；
3、掌握三相异步电动机的接线方法。
1、三相异步电动机的主要结构和工作原理。
2、三相异步电动机定子绕组的首尾端及接线方法。
三、实验设备
1、DDSZ-1型电机及电气技术实验装置
1台
2、DJ16三相鼠笼异步电动机
3、DD03导轨、测速发电机及转速表
4、JO系列三相异步电动机
四、实验方法
1、察看三相异步电动机的内部结构
JO系列三相异步电动机是生产中实际使用的电动机，通过仔细观察内部的各部分结构，加深对其工作原理的理解。
2、判定定子绕组的首末端
1）先用万用表测出各相绕组的两个线端；
2）将其中的任意两相绕组串联，如图3-2所示。
图3-2 三相交流绕组首末端测定
开启电源总开关，按下“开”按钮，接通交流电源。
测出第三相绕组的电压，如测得的电压值有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联，如图3-2（a）所示。
反之，如测得电压近似为零，则两相绕组的末端与末端（或首端与首端）相联，如图3-2（b）所示。
用同样方法测出第三相绕组的首末端。
3、三相异步电动机的定子绕组的接法三相异步电动机定子绕组的接法主要有两种：
①星形接法
把三相绕组的三个首端（或尾端）连接在一起，三个末端（或首端）接三相交流电源，如图3-3所示。
实际接线图如图3-4所示。
图3-3 三相异步电动机Y形接法原理图
图3-4 三相异步电动机Y形接法实际接线图
②三角形接法
把三相绕组首尾相接，并接到三相交流电源上，原理图如图3-5、实现接线图
图3-6 三相异步电动机三角形接法实际接线图
图3-5 三相异步电动机三角接法原理图
如图3-6所示。
在实际工作中，电动机采用哪种接法应根据电机机身上的铭牌来确定，通常情况下，功率3KW及以下的三相交流异步电动机采用星形接法，3KW以上的通常采用三角形情况。
4、三相异步电动机的正反转
三相异步电动机工作时应接额定交流电压（可根据铭牌得知，额定电压通常为380V，可直接接电网）。
若要反转，应把电源关掉，等转子不转后把其中的两根电源线对调，接通电源，电机则反转。
根据上述实验，书写实验报告，作必要的分析和总结。
1、若三相异步电动机的定子绕组的首尾端有一相判断错误，接上电源后，电机会怎样？
2、若三相异步电动机三相电源线全部相互对调，电机的转向会怎样？
实验四直流电机设计性实验
一、综合性实验目的
1、在直流电动机原理的基础上了解直流电动机的各部分结构；
熟悉直流电动机各绕组的安装位置及其作用；
2、根据实验要求，设计直流电动机各种运转方式下各绕组的接线方案，并详细分析之。
二、综合性实验预习要点
1、直流电动机的工作原理；
直流电动机的主要组成部分；
直流电动机各绕组的作用。
2、查阅有关直流电机使用或实训方面的书籍。
三、综合性实验设备
1、DD03
2、DJ15
直流电动机（实验用电机）
3、DDSZ-1
型电机及电气技术实验装置
1套
4、Z2-11
直流电动机（实际生产用电动机）
三、综合性实验内容
3、Z2-11直流电动机正转时各绕组接线方案设计
根据Z2-11直流电动机（实际工作中常用电机）的工作原理及各绕组的作用，设计Z2-11直流电动机正转（即机身上剪头所表明的方向）接线方案。
绘制直流电动机接线原理图，在图中标明各绕组及其端号，并分析各绕组的作用。
4、Z2-11直流电动机反转时各绕组接线方案设计
根据Z2-11直流电动机（实际工作中常用电机）的工作原理及各绕组的作用，设计实际工作中经常使用的Z2-11直流电动机反转接线方案。
绘制直流电动机接线原理图，在图中标明各绕组及其端号，并详细分析反转时某些绕组接线改变的原因。
五、综合性实验的设计要求：
①要求详细绘制方案接线图（要求作详细的标注，包括各绕组名称及其端号），详细分析各绕组的作用；
；
②分别对正转反转接线方案进行详细的比较分析（如某绕组的接线为什么要反接？
从原理和作用进行详细阐述）。
四、综合性实验报告（即考核试卷）
要求当场写出详细的实验报告作为考核试卷,在实验下课前交给指导老师。
五、评分标准
1、方案设计占30分
2、线路操作占30分
3、实验报告占20分
4、回答相关问题20分
六、注意事项：
1、考前交预习报告；
2、本设计性实验作为实验考核，要求自带空白的实验报告参加考核，不能携带任何的印刷品及资料，若发现任何的印刷品及资料则视作作弊；
3、人一组独立完成；
若经认真思考后还不懂，亦可向指导老师询问，但你的成绩要视情况适当扣分；
4、要求在下课之前提交设计报告及实际线路，并回答有关问题。
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