电机实验.doc
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实验六三相绕组与旋转磁场实验
一、实验目的
1．掌握三相绕组磁场产生的原理。
2．掌握三相电机定成绕组的布线规律。
二、实验项目
1．三相木模定子的绕组的下线、连线。
2．用指南针检查旋转磁场的转向。
三、实验设备及仪器
1．三相调压器。
2．电气装置中的三相电网电源。
3．Z=36的木模定子。
4．绕组线圈若干。
5．指南针。
6．交流电流表。
四、预习要点
1．掌握三相旋转磁场产生原理。
2．根据Z=36、2P=6、a=1整步60°相带，绘出三相单层迭绕组展示图。
五、实验说明
1、单层绕组的每个槽中只嵌一个绕圈有效边，绕组的成圈数等于总槽数的一半。
2、一个极距内所有导体的电流方向必须一致，相邻两个极距内所有导体的边流方向必须相反。
3、在选线时，由于有效边是产生电磁作用的主要部分，所以只要保持有效的电流以流向不变，端部连接方式改变，不会改变电磁情况。
4、通电时，电流小于3安。
5、用指南针检查旋转磁场时，指南针平放并且尽量靠近木槽。
六、实验方法及步骤
1、参数计算
极距τ=Z/2P=36/4=6槽
每极每相槽数q=Z/2mp=36/4×3=2槽
槽间电角度α=P360/Z=3×360/36=30°
2、编绘电机的槽号
把36线槽绘出来，线槽之间的距离均匀对称，仍需要多画几个槽，左右两侧都要标出始末槽号，以示展开图园周完整性，同时要预留出确定每极每相槽数位置的空余地方，如图6-1。
图6-1三相6极36槽电机单层全距绕组槽号绘编
3、划定极距：
把已编绘好的电机槽号，按顺序六等分，并标出极距的位置（如图6-1）。
4、确定每极每相槽的位置：
在规划好的极距下，将每一极距三等分，得到每极每相二槽依次在每槽下用U、V、W标出来，以示每极距下，每一相绕组所嵌槽的位置（如图6-1）。
5、标明电流方向：
按绕组嵌线排列原则，即一个相距内所有导体的电流方向都必须一致，相邻两个极距内所有导体电流方向，都必须相反，原则在规划好的极距下，标出每个极距内所有导体的电流方向（如图6-1）。
6、绕组展开图成图：
按照每一极距下每槽中的电流方向以及绕圈节距，把同样号（如都为O的记号）下的线槽适当顺序联接，可构成绕组。
根据槽间电高度和A、B、C相差120°，确定A、B、C，即第1为A、5为B、9为C，然后把A、B、C的尾端接在一起，可成Y接。
7、通电验证
在A、B、C端加三相电源，A相串电流表，电流小于3A，用指南针验证旋转磁场，看针是否转动。
图6-2
七、报告要求
验证完成后，写出体会。
本实验主要是研究三相交流电机的定子绕组的构成方法。
通过这个实验加深了我对三相绕组的构成方式的了解，也加深了我们对旋转磁场产生原理的理解。
八、实验思考
1、哪些接线错误可能建立不起旋转磁场？
答：
①当两个线圈（或线圈组）之间的连接顺序不正确的时候将不能产生旋转磁场；②当线圈在定子槽中放的位置不正确的时候不能产生旋转磁场；③当各相绕组的端接线连接不正确时不能产生旋转磁场。
2、采用木模定子，绕组电阻很小，须直接加电网电压吗？
答：
不能，当采用木模定子时，磁路的磁阻很大，即励磁电抗很小。
则绕组产生的磁场很小，加之绕组电阻很小，当直接加电网电压时，线圈中的励磁电流将很大，绕组很容易烧坏。
实验七三相鼠笼异步电动机的工作特性
一、实验目的
1．掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。
2．用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3．测定三相笼型异步电动机的参数。
二、实验项目
1．测量定子绕组的冷态电阻。
2．判定定子绕组的首未端。
3．空载试验。
4．短路试验。
5．负载试验。
三、实验设备及仪器
1．直流稳压电源10伏。
2．红外线转速表。
3．交流功率、功率因数表2只（cosφ=1，V=150U、600U，I=5A）。
4．直流电压表（75V、125V、500V）、安培表（5A，3只；0.5A，1只）。
5．可调电阻10欧。
6．三相调压器15千伏安。
7．温度计。
8、开关板。
9、三相鼠笼式异步电动机—直流发电机机组（额定功率1.5KW，额定电流3.7A，额定转速1420转/分钟，额定电压380V，接法Y，稳定频率50HZ，型号Y90L—4，2对极）。
四、预习要点
1．异步电动机的工作特性指哪些特性？
2．异步电动机的等效电路有哪些参数？
它们的特理意义是什么？
3．工作特性和参数的测定方法。
五、实验说明
1、测量三相异步电动机的电功率可以采用“二表法”。
采用“二表法”时，功率表读数可能会有正负，使用时要注意功率表连接极性“*”。
2、直流发电机及带负载作三相异步电动机的负载时，要注意是否规定了电动机的转向。
3、本实验每相电压取三相相电压的平均值，实验时要注意三相异步电动机定子绕组接法（Y接）。
4、进行堵转实验时，定子绕组所加电压不能过高，实验速度要快，以避免电动机绕组过热。
应确保自动工具安全可靠。
六、实验方法及步骤
1、量定子绕组的冷态直流电阻
准备：
将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁芯的温度。
当所测温度与冷动介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。
记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。
图7-1三相交流绕组电阻的测定
10V
可调直流稳定电源
（1）伏安法
测量线路如图7-1。
S1，S2：
双刀双掷和单刀双掷开关。
R：
10Ω。
A、V：
直流毫安表和直流电压表。
量程的选择：
测量时，通过的测量电流约为电机额定电流的10%，即为370mA，因而直流毫安表的量程用500mA档。
三相笼型异步电动机定子一相绕组的电阻约为8欧姆，因而当流过的电流为370mA时三端电压约为3伏，所以直流电压表量程用7.5V档，实验开始前，合上开关S1，断开开关S2，调节电阻R至最大（10Ω）。
合上220V直流可调电源的船形开关，调节直流可调电源及可调电阻R，使试验电机电流不超过电机额定电流的10%，以防止因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。
读完后，先打开开关S2，再打开开关S1。
调节直流可调电源及可调电阻R，使A表分别为100mA，150mA，200mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表7-1中。
表7-1室温16℃
绕组V、W
绕组W、U
绕组U、V
I（mA）
150
100
200
100
150
200
200
100
150
U（V）
1.2
0.8
1.6
0.8
1.2
1.6
1.6
0.8
1.2
R（Ω）
8
8
8
8
8
8
8
8
8
注意事项：
（1）在测量时，电动机的转子须静止不动。
（2）测量通电时间不应超过1分钟。
（3）R相=R/2
80-100V
80-100V
U≠0
U=0
N
N
U
U
2．判定定子绕组的首未端
先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意二相绕组串联，如图7-2所示。
将调压器调压旋钮退至零位，合上绿色“闭合”按钮开关，接通交流电源，调节交流电源，在绕组端施以单相低电压U=80～100V，注意电流不应超过额定值，测出第三相绕组的电压，如测得的电压有一定读数，表示两相绕组的未端与首端相联，如图7-2（a）所示；反之，如测得电压近似为零，则二相绕组的未端与未端（或首端与首端）相连，如图7-2（b）所示。
用同样方法测出第三相绕组的首未端。
3．空载试验
测量电路如图7-3所示。
电机绕组为Y接法（UN=380伏），直流发电机空载。
a．起动电压前，把交流电压调节旋钮退至零位，然后接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。
并使电机旋转方向符合要求。
b．保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。
c．调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。
在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。
图7-3三相笼型异步电机实验接线图
d．在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7-9组记录于表7-3中。
表7-3
序号
UOC（V）
IOL（A）
PO（W）
cosj
UAB
UBC
UCA
UOL
IA
IB
IC
IOL
PO
1
440
440
440
440
3
3
3
3
380
0.183
2
400
400
400
400
2.25
2.25
2.25
2.25
300
0.192
3
380
380
380
380
2
2
2
2
280
0.213
4
360
360
360
360
1.8
1.8
1.8
1.8
260
0.232
5
340
340
340
340
1.6
1.6
1.6
1.6
240
0.255
6
264
264
264
264
1.15
1.15
1.15
1.15
210
0.399
7
220
220
220
220
1
1
1
1
200
0.525
4．短路实验
测量线路如图7-3。
a．将起子插入堵转孔中，使定转子堵住。
将三相调压器退至零位。
b．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至短路电流到1.2倍额定电流（IN=3.7A），再逐渐降压至0.3倍额定电流为止。
c．在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率，共取4-5组数据，填入表7-4中。
做完实验后，注意取出堵转孔中的起子。
表7-4
序号
UOC（V）
IOL（A）
PO（W）
cosjK
UAB
UBC
UCA
UK
IA
IB
IC
IK
PK
1
120
120
120
120
4.4
4.4
4.4
4.4
560
0.612
2
104
104
104
104
3.9
3.9
3.9
3.9
440
0.626
3
100
100
100
100
3.7
3.7
3.7
3.7
400
0.624
4
82
82
82
82
2.9
2.9
2.9
2.9
240
0.583
5
60
60
60
60
2.1
2.1
2.1
2.1
120
0.550
6
42
42
42
42
1.6
1.6
1.6
1.6
60
0.515
7
22
22
22
22
1.2
1.2
1.2
1.2
40
0.875
5．负载实验
选用设备和测量接线同空载试验。
a．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压（UN=380V），并在试验中保持此额定电压不变。
b．给直流发电机加负载，使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流（IN=3.7A）。
c．从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速数据，共读取5-6组数据，记录于表7-5中。
表7-5UN=380伏（Y）
序号
IOL（A）
PO（W）
n（r/min）
P2（W）
IA
IB
IC
I1
P1
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