电机学实验指导书Word格式文档下载.docx

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测功机的负载电阻调最大R2=2250Ω、测功机的励磁电阻调最大Rf2=1800Ω；

断开开关S。

（2）启动过程：

开启控制屏上的电源总（钥匙）开关，按下其上方的“启动”按钮；

→先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=100mA并保持不变；

→再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使M起动；

→M起动后（调整转速表的量程与指针偏转方向）调节控制屏上电枢电源‘电压调节’旋钮，使电动机输入端电压U=UN=220V；

→减小起动电阻R1阻值，直至R1=0Ω。

起动过程完成（注意：

一旦启动过程完成后就不要随便将他励直流电动机停机，直到将所有参数测试完成再停机；

否则又要重复上述步骤）。

3、调节他励电动机的转速（人为机械特性）

分别改变电动机M电枢回路的电压U1、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。

4、改变电动机的转向

停机过程：

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。

改变转向：

在断电情况下，将电枢（或励磁绕组）的两端接线对调后，再按他励电动机的起动步骤起动电动机，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，必须将校正直流测功机MG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、说明电动机起动时，起动电阻R1和磁场调节电阻Rf1应调到什么位置为什么

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，转速又如何变化试用直流电动机基本方程式进行说明。

3、用什么方法可以改变直流电动机的转向

4、为什么磁场回路的接线要牢靠，起动时电枢回路要串联起动变阻器试用直流电动机基本方程式进行说明。

5、当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端电压，为什么会引起电动机转速降低试用直流电动机基本方程式进行说明。

6、他励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞车”为什么试用直流电动机基本方程式进行说明。

实验二他励直流电动机实验

3、熟悉他励直流电动机的接线、起动、机械特性、改变转向与调速的基本方法。

2、直流他励电动机的机械特性

1）直流他励电动机的接线

2）他励直流电动机起动步骤

测功机的励磁电阻调最大Rf2=1800Ω；

3）直流他励电动机的特性测试

调速：

弱磁调速、调电枢电压

（1）弱磁调速（Ua=220V,R1=0）

If（mA）

100

90

80

70

60

N（r/min）

Ia（A）

（2）调电枢电压（R1=0,If=100mA）

Ua（V）

220

180

150

（3）改变电动机的转向

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应调到什么位置为什么

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、弱磁调速和调电枢电压调速当中电枢电流变化小，说明了直流电动机什么特性

4、并励、他励和串励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞车”为什么

实验三单相变压器实验

一、实验目的

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、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、纯电阻负载实验：

保持U1=UN，cosφ2=1的条件下，测取U2=f（I2）。

实验设备及屏上排列顺序：

D33、D32、D34-3、DJ11、D51、D42、D43。

1、空载实验

1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图4-1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（额定容量PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=）。

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=，然后逐次降低电源电压，在～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4-1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4-1中。

图4-1空载实验接线图

表4-1

序号

实验数据

计算数据

U0（V）

I0（A）

P0（W）

UAX（V）

cosφ0

1

66

2

55

3

30

4

11

2、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4-2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。

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，直到短路电流等于为止，在～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4-2中。

实验时记下周围环境温度（℃）。

图4-2短路实验接线图

表4-2室温℃

计算数据

UK（V）

IK（A）

PK（W）

cosφK

3、纯电阻负载实验

图4-3负载实验接线图

1）实验线路如图4-3所示。

变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1，接到负载电阻RL上。

RL选用D42上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值，功率因数表选用D34-3，开关S1选用D51挂箱。

2）将调压器调到输出电压为零的位置，S1打开，负载电阻值调到最大。

3）接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN。

4）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。

5）测取数据时，I2=0和I2=I2N=必测，共取数据5-6组，记录于表4-3中。

表4-3cosφ2=1U1=UN=55V

序号

5

6

7

U2（V）

I2（A）

1、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。

1、计算变比

由空载实验测变压器的原副边电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。

式中：

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。

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。

实验四三相异步电动机的起动与调速实验

通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。

二、预习要点

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。

三、实验项目

1、直接起动

2、星形——三角形（Y-Δ）换接起动。

四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序

DD03-DJ23-DJ16（DJ17）、D31、D32、D33、D43、D51、D42、DJ17-1、DD05。

2、屏上挂件排列顺序：

D33、D32、D51、D31、D43。

五、实验说明及操作步骤

1、三相鼠笼式异步电机直接起动

图9-1异步电动机直接起动

1）按图9-1接线。

电机绕组为Δ接法。

异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接负载。

2）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。

3）调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转，（如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“关”按钮，切断三相交流电源）。

4）再按下“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（按最大位置所对应的读数值定性计量）。

2、三相鼠笼式异步电机Y-△起动

1）按图9-2接线。

线接好后把调压器退到零位。

2）三刀双掷开关合向右边（Y接法）。

合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压220伏，打开电源开关，待电机停转。

3）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）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。

图9-2三相鼠笼式异步电机星形Y—△三角形起动

将三刀开关掷向右测接成Y形，观察电压表V2将电机输入电压调至220V后合闸，记录起动瞬间电流IstY；

将三刀开关掷向左测接成Δ形，观察电压表V2将电机输入电压调至220V后合闸，记录起动瞬间电流IstΔ；

比较IstY和IstΔ。

3、三相鼠笼式异步电机降压调速

接线按图9-2的△接线法，将定子电压逐渐减少，记录数据

4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动（电机定子绕组Y形接法）

1）按图9-3接线。

图9-3线绕式异步电机转子绕组串电阻起动

起动实验：

先将电阻箱调至最大，定子电压V2调至220V，观察A1电流变化，起动2－3秒后，逐次切除段电阻，试比较起动电流变化。

调速实验：

（定子电压V2调至180V）起动完成后，通电时间不应超过10秒以免绕组过热，分别串入电阻记录数据于表9-2中。

表9-2

rst（Ω）

15

n（r/min）

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两种情况下的起动电流。

（1）外施额定电压UN。

（直接法起动）

（2）外施电压为。

（Y-Δ起动）

3、线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对起动电流和起动转矩的影响。

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。

实验五三相变压器的联接组别判定

1、掌握用实验方法测定三相变压器的极性。

2、掌握用实验方法判别变压器的联接组。

1、测定极性

2、连接并判定以下联接组

（1）Y/Y-12

（2）Y/Y-6

（3）Y/△-11（4）Y/△-5

D33、D32、D34-3、DJ12、D51。

（1）测定相间极性

被测变压器先用三相心式变压器DJ12，用其中高压和低压两组绕组（额定容量PN=152/152W，UN=220/55V，IN=，Y/Y接法）。

阻值大的为高压绕组，用A、B、C、X、Y、Z标记。

低压绕组标记用a、b、c、x、y、z。

1）按图6-1接线。

A、X接电源的U、V两端子，Y、Z短接。

2）接通交流电源，在绕组A、X间施加约50%UN=65V的电压。

3）用电压表测出电压UBY、UCZ、UBC，若UBC=∣UBY-UCZ∣，则首末端标记正确；

若UBC=∣UBY+UCZ∣，则标记不对。

须将B、C两相任一相绕组的首末端标记对调。

测试表（接线参图6－1，方法见1）-4）所述）

加电压端

测试

计算

UAX

UBY

UCZ

UBC

UBC=∣UBY-UCZ∣

65V

52V

13V

39V

UCA

UCA=∣UCZ-UAX∣

0V

UAB

UBC=∣UAX-UBY∣

4）用同样的方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联标出每相首、末端正确标记。

另外，本步骤的改进法，把X、Y和Z连接，在BC端加110V，测UAX、UCZ和UAC电压，若UAC＝∣UAX-UCZ∣，则A、C为同名端。

UAC

UAC=∣UAX-UCZ∣

110V

10V

51V

41V

图6-1测定相间极性接线图

（2）测定原、副边极性

1）暂时标出三相低压绕组的标记a、b、c、x、y、z，然后按图6-2接线。

原、副边中点用导线相连。

2）高压三相绕组施加约50%的额定电压（110V），用电压表测量电压UAX、UBY、Ucz、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=Uax-UAX，则A相高，低压绕组同相，并且首端A与a端点为同极性，若UAa=UaX+UAX，则A与a端点为异极性。

3）用同样的方法判别出B、b、C、c两相原、副边的极性。

4）高低压三相绕组的极性确定后，根据要求连接也不同的联接组。

图6-2测定原、副方极性接线图

2、检验联接组

（1）Y/Y-12

图6-3Y/Y-12的联接

按图6-3接线。

A、a两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表6-1中

表6-1

实验数据

UAB（V）

Uab（V）

UBb（V）

UCc（V）

UBc（V）

KL=UAB/Uab

根据Y/Y-12联接组的电势相量图可知：

为线电压之比

若用两式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实验测取的数值相同，则表示绕组连接正确，属Y/Y-12联接组。

（2）Y/Y-6

图6-4Y/Y-6联接组

将Y/Y-12联接组的副边绕组首，末端标记对调，A、a两点用导线相联，如图6-4所示。

按前面方法测出电压UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表6-2中

表6-2

根据Y/Y-6联接组的电势相量图可得

若上两式计算出电压的数值与实测相同，绕组连接正确，则属于Y/Y-6联接组。

（3）Y/△-11

按图6-5接线。

A、a两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表6-3中

图6-5Y/△-11联接组

表6-3

根据Y/△-11联接组的电势相量可得：

若由上式计算出的电压UBc、UCcUBb的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属Y/△-11联接组。

（4）Y/△-5

图6-6Y/△-5联接组

将Y/△-11联接组的副方绕组首、末端的标记对调，如图6-6所示。

实验方法同前，测取UAB、Uab、UBb、UCc、和UBc，将数据记录于表6-4中

表6-4

根据Y/△-5联接组的电势相量图可得:

若由上式计算出的电压UBb,UCc,UBc的数值与实测相同，则绕组联接正确，属于Y/△-5联接组。

五、实验报告

如何把Y/Y-12联接组改成Y/Y-6联接组以及把Y/△-11改为Y/△-5联接组