《电机与拖动实验》实验报告李通要点.docx
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《电机与拖动实验》实验报告李通要点
网络教育学院
电机与拖动实验报告
学习中心：
咸阳奥鹏
层次：
本科
专业：
电气工程及其自动化
学号：
学生：
完成日期：
2014年07月30日
实验报告一
实验名称：
单台变压器实验
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.通过负载试验测取变压器的运行特性。
实验项目：
1.空载实验测取空载特性
。
2.短路实验测取短路特性
。
3.负载实验保持
，
的条件下，测取
。
（一）填写实验设备表
名称
型号和规格
用途
使用注意事项
电机教学实验台
NMEL-II
提供电源，固定电机
使用前，调节输出电压为零。
三相组式变压器
调节输出电压
短路实验操作要快，避免长时间大电流，电路过热。
三相可调电阻器
NMEL-03
改变输出电流
注意量程运用
功率表、功率因数表
NMEL-20
测量功率，功率因数
不得超过量程，同名端不得接错
交流电压表、电流表
MEL-001C
1.交流电压表，并联在电路中，测量交流电压
2.交流电流表，串联在电路中测量交流电流
选择适当的量程，注意正反接线
旋转指示灯及开关板
NMEL-05
控制电路的通断及工作状态指示
连接完毕闭合，拆开前断开电源，
（二）空载实验
1．填写空载实验数据表格
表1-1
序号
实验数据
计算数据
U1U1。
1U2
1
120.1
0.141
1.94
224.3
0.13
2
113.5
0.089
1.62
212.9
0.16
3
109.8
0.07
1.48
206.2
0.17
4
105.3
0.064
1.32
196.8
0.19
5
99.05
0.056
1.13
185.8
0.20
6
86.05
0.043
0.80
161.2
0.23
7
74.77
0.035
0.62
139.5
0.24
2.根据上面所得数据计算得到铁损耗
、励磁电阻
、励磁电抗
、电压比
表1-2
序号
实验数据
计算数据
U1U1。
1U2
1
132.0
0.483
3.70
247.8
3.70
16
272
1.88
2
119.8
0.132
1.94
224.3
1.94
114
900
1.88
3
113.5
0.089
1.62
212.9
1.62
202
1258
1.88
4
110.0
0.078
1.51
206.7
1.51
252
1387
1.88
5
107.3
0.070
1.43
201.0
1.43
292
1503
1.88
6
81.41
0.039
0.79
152.3
0.79
527
2019
1.88
7
56.89
0.025
0.39
106.1
0.39
624
2187
1.88
（三）短路实验
1.填写短路实验数据表格
表2室温θ=25OC
序号
实验数据
计算数据
1
8.21
0.211
1.68
0.970
2
10.03
0.258
2.52
0.974
3
11.77
0.302
3.47
0.976
4
13.68
0.349
4.68
0.980
5
15.80
0.403
6.24
0.980
6
16.89
0.430
7.19
0.990
（四）负载实验
1.填写负载实验数据表格
表3
=1U1=UN=110V
序号
1
2
3
4
5
6
7
U2（V）
200.4
198.3
196.3
196.0
192.2
190.8
188.5
I2（A）
0.142
0.202
0.253
0.304
0.355
0.402
0.440
（五）问题讨论
1.什么是绕组的同名端？
答：
无论是单相变压器的高﹑低压绕组，还是三相变压器同一相的高低压绕组，都是绕在同一铁芯柱上的，它们与同一磁通交链。
当磁通交变时，在高低绕组上产生的感应电动势（相电动势）之间有一定的极性关系。
若某一瞬间高压绕组的某一端点的电位相对于另一端点的电位为正时，低压绕组必有一端点的电位也相对于另一端点为正，则这两个对应的高电位端点（或两个对应的低电位端点）就称为同极性端，也称为同名端。
一般用符号“·”同时标注在对应的的端点旁边来表示同名端。
2.为什么每次实验时都要强调将调压器恢复到起始零位时方可合上电源开关或断开电源开关？
答：
（1.）调压器恢复到起始零位，也就是使得调压器输出电压为零。
这时合上电源开关，输出的电压由零逐渐变化增大，使得电路的电流不会突然增大，避免参数不当烧毁电路，同时也避免后面接的仪表过量程损坏仪表。
（2.）渐变的电压可以看到电路功率﹑电流等参数的变化趋势，以便更好的理解实验的意义。
（3）。
实验做完，关闭电源也需要将调压器电压归零，这样做也是为了保护仪表。
（4）培养良好的实验习惯。
3.实验的体会和建议
通过本次实验，理解了变压器的开路，短路，负载的实验机理。
感性的认识了电路的运行状态，对深层次的研究奠定了基础。
建议多增加实验的次数，细化实验环节。
实验报告二
实验名称：
直流发电机实验
实验目的：
掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能
实验项目：
他励发电机的空载特性：
保持
，使
，测取
。
他励发电机的外特性：
保持
，使
，测取
。
他励发电机的调节特性：
保持
，使
，测取
。
（一）填写实验设备表
序号
名称
型号和规格
用途
1
电机教学实验台
NMEL-II
提供电源，固定电机
2
转矩、转速测量及控制平台
NMEL-13
测量和控制转矩
3
三相可调电阻器
NMEL-03
调节负载大小
4
电机起动箱
NMEL-09
启动电机
5
直流电机仪表，电源
NMEL-18
提供电压
6
旋转指示灯及开关板
NMEL-05
用于通断电
7
直流电压表、直流电流表
NMEL-06
测量电压电流
（二）空载特性实验
填写空载特性实验数据表格
表2-1n=nN=1600r/min
UO（V）
240
230
220
218
205
200
100
30
If2（mA）
124.4
109.2
98.6
88.5
83.3
79.3
26.9
00
（三）外特性实验
填写外特性实验数据表格
表2-2n=nN=1600r/minIf2=If2N
U（V）
200
207
210
212
213
218
224
227
I（A）
0.5
0.401
0.330
0.280
0.281
0.201
0.100
0
（四）调整特性实验
填写外特性实验数据表格
表2-3n=nN=1600r/min,U=UN=200V
I（A）
87.9
89.2
91.4
98.9
106.2
110.1
110.2
111.2
If2（A）
0.069
0.112
0.152
0.260
0.379
0.457
0.459
0.504
（五）问题讨论
1.什么是发电机的运行特性？
对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取？
同步发电机的运行特性有空载特性、短路特性、负载特性、外特性和调整特性等五种
2.做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？
发电机空载试验，励磁电流不能为零，因为励磁电流如果是零的话，输出电压将无穷大，会击穿电机的绝缘层，所以励磁只能从小电流向大电流方向单方向调，防止励磁电流调到零
3.实验的体会和建议
实验的摄像镜头看不清楚，需要在放大点。
如果能亲自到实验室做实验那就感觉深刻了。
实验报告三
实验名称：
三相鼠笼异步电动机实验
实验目的：
1.掌握三相异步电机的负载试验的方法。
2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数
实验项目：
1.测量定子绕组的冷态电阻。
2.判定定子绕组的首末端
3.测取三相异步电动机的运行特性
（一）填写实验设备表
序号
名称
型号和规格
用途
1
电机教学实验台
NMEL-II
提供电源，固定电机
2
三相笼型异步电动机
M04
试验设备
3
电机导轨及测功机
用来测量数据
4
转矩、转速测量及控制平台
NMEL-13
调节转矩
5
交流表
NEEL-001
测量交流电流
6
三相可调电阻器
NMEL-03
调节负载大小
7
直流电压、毫安、安培表
NMEL-06
提供电压电流
8
直流电机仪表电源
NMEL-18
提供电压
9
旋转指示灯及开关
NMEL-05
用于通断电
（二）测量定子绕组的冷态直流电阻
填写实验数据表格
表3-1室温℃
绕组I
绕组Ⅱ
绕组Ⅲ
I（mA）
50
40.1
30
50
40
30
50
40
30
U（V）
235
195
141
235
186
141
236
188
141
R（Ω）
5.06
3.96
4.7
4.7
4.65
4.7
4.72
4.7
4.7
（三）测取三相异步电动机的运行特性
填写实验数据表格
表3-2
序号
IOL（A）
PO（W）
T2（N.m）
n（r/min）
P2（W）
IA
IB
IC
I1
PI
PII
P1
1
0.558
0.563
0.534
0.558
129.4
112.2
242.7
85
1410
87.3
2
0.531
0.531
0.509
0.525
157.4
107.7
265.5
80
1418
96.56
3
0.467
0.472
0.446
0.481
278.9
92.38
371.2
68
1433
69.83
4
0.421
0.421
0.395
0.418
17.49
79.47
96.98
51
1450
52.37
5
0.372
0.384
0.353
0.366
48.5
57.76
106.2
41
1465
42.108
6
0.322
0.325
0.312
0.318
19.9
42.50
62.4
17
1436
17.46
（四）问题讨论
1.如何判断出定子三相绕组的首末端？
答1，先用万用表测出各相的两个线端，将其中的任意两相绕组串联
2.将调压器跳崖值零位，合上“闭合”按钮开关，接通交流电源，调节使得U=80至100V，注意不要超出额定值，测出第三相绕组电压，如测得的电压有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相连；反之，如测得电压近似为零，则二相绕组末端与末端相连，用同样的方法测出第三项的首末端。
2.三相笼型异步电动机的起动方法有几种？
答1.直接启动
2.降压启动
（1）星型—三角形启动
（2）软启动启动（3）自耦变压器启动（4）三相电阻降压启动
3.三相异步电动机的运行特性是指哪些特性？
答：
异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量（转差率，转矩电流，效率，功率因数等随输出功率变化的关系曲线。
）
1.转差率特性：
随着负载功率的增加，转子电流增大，故转差率随输出功率增大而增大。
2.转矩特性：
异步电机的输出转矩转租的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降，转矩曲线为一个上翘的曲线，（近似直线）
3.电流特性：
空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大
4.效率特性：
其中铜损耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正比）；铁损耗和机械损耗近似不变；效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。
异步电机额定效率百分之74~94之间；最大效率发生在（0.7-1.0）倍额定效率处。
5.功率因数特性：
空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低；随着负载电流增大。
输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高；在额定功率附近，功率因数达到最大值。
如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下降
4.实验的体会和建议
通过实验掌握到了：
（1）三相异步电机的负载实验的方法；
（2）用直接负载法测取三相鼠笼异步电机的工作特性。
直接启动时，转差率为1，转子中感应电动势很大，转子电流也很大。
当电动机在额定电压下启动时，启动电流为额定电流的5-7倍。
一般来说额定功率为75KW以下的可以直接启动。
直接启动要掌握好额定电流的计算。
降压启动，既要保证有足够的启动转矩，又要减少启动电流，还要避免时间过长。
一般启动电流限制在电动机额定电流的2-2.5。
。
启动时降低了电压，转矩减小，因此降压启动要在电机请在状态下进行。
随着电力电子技术和微处理技术不断发展，应该采用变频软启动设备，能系统可靠的智能化启动电机，是一种可靠经济实用的方式。
实验报告四
实验名称：
三相同步发电机的并联运行实验
实验目的：
1.掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。
2.掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。
实验项目：
1.用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
2.三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。
3.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。
→测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。
（一）填写实验设备表
序号
名称
型号和规格
用途
1
电机教学实验台
NMEL-II
提供电源，固定电机
2
电机导轨及转速测量
测量调节转矩
3
同步电机励磁电源
NMEL-19
提供动力
4
直流电机仪表、电源
NMEL-18
提供电源（不可短路）
5
三相同步电机M08
M08
提供动力
6
三相可调电阻器900Ω
NMEL-03
调节电阻
7
直流并励电动机M03
M03
提供动力
8
三相可调电阻器90Ω
NMEL-04
调节电阻
9
功率表、功率因数表
NMEL-20
测量功率及功率因数
10
交流电压表、电流表
MEL-001C
测量交流电压电流，提供数值
11
旋转指示灯及开关板
NMEL-05
用于通断电
（二）三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节
填写实验数据表格
表4-1U=220V（Y）
=10A
序
号
测量值
计算值
输出电流I（A）
输出功率P（W）
I
（A）
（W）
cos
1
0.63
0.51
0.42
9.77
0.88
0.51
10.68
0.052
2
1.27
1.12
1.07
19.78
0.94
1.16
20.76
0.045
3
2.04
1.86
1.81
30.68
0.94
1.22
31.62
0.041
4
3.83
3.68
3.62
51.11
0.91
3.71
55.04
0.017
5
4.46
4.25
4.22
54.18
0.88
4.31
55.06
0.018
6
4.18
3.98
3.92
52.48
0.89
4.02
53.38
0.019
（三）三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节
填写实验数据表格
表4-2n=1500r/minU=220V
W
序
号
三相电流I（A）
励磁电流
1
0.380
0.364
0.382
0.377
1.62
2
0.292
0.277
0.293
0.287
1.41
3
0.212
0.201
.216
0.209
1.22
4
0.161
0.147
0.164
0.158
1.11
5
0.104
0.090
0.107
0.101
1.00
6
0.034
0.021
0.023
0.025
0.85
7
0.100
0.108
0.093
0.101
0.64
8
0.218
0.224
0.211
0.216
0.50
9
0.365
0.370
0.357
0.364
0.27
（四）问题讨论
1.三相同步发电机投入电网并联运行有哪些条件？
不满足这些条件将产生什么后果？
答：
同步发电机投入电网运行时，要求不产生有害的冲击电流，合闸后转子能很快的拉入同步，并且转速平稳，不发生震荡，并联的条件是：
1.发电机电压的有效值和电网电压的有效值相同。
2.发电机电压的相位和电网电压的相位相同。
3.发电机的频率和电网的频率相等。
4.发电机电压的相序和电网电压的相序一致。
若以上条件中的任何一个不满足，则在开关K的两端，会出现差额电压，如果闭合K，在发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。
上述条件中，除了相序一致是绝对条件外，其他条件都是相对的，因为通常三相同步发电机可以承受一些小的冲击电流。
并车的准备工作时检车并车条件和确定合闸时刻。
通常用电压表测量电网电压，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U1.再借助同步指示器检查并调整频率和相位以确定合闸时刻。
2.三相同步发电机与电网并联的方法有哪些？
答：
同步发电机的并列方法有准同步和自同步方法两种，准同步是调整发电机至完全符合并联条件时，迅速合闸使发电机与电网并联。
自同步发是将未加励磁的发电机有原电动机带到同步转速附近就进行合闸，然后加以励磁，利用同步发电机的自整步作用将发电机自动拉入同步。
3实验的体会和建议
通过实验，自己也了解了许多东西。
同步发电机励磁自动控制系统通过系统不断调节励磁电流来维持机端电压给定水平。
发电机并网后的功率调节同步发电机并网，常常需要改变他的有功和无功功率。
如果希望增加发电机的用功功率，更具功率平衡的观点，只要增加原动机的输入的功率。
根据直流电机的理论，若转速不变，要提高直流电动机的树池功率应减少直流电动机的励磁电流或升高直流电动机的电枢电压。
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