电机实验8个电机试验.docx

1、电机实验8个电机试验实验一 单相变压器实验一、 实验目的和任务 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。 二、 实验内容1、空载实验 测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cos0=f(U0)。2、短路实验 测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosK=f(IK)。三、 实验仪器、设备及材料 序号型 号名 称数 量1D33交流电压表1件2D32交流电流表1件3D34-3单三相智能功率、功率因数表1件4DJK10三相心式变压器1件5D42三相可调电阻器1件6D43三相可调电抗器1件7D51波形测试及开关板1件 四、 实验原理

2、1、空载试验：接线如图1-1所示 。为了便于测量和安全起见，通常在低压侧加电压，将高压侧开路。为了测出空载电流和空载损耗随电压变化的曲线，外加电压应能在一定范围内调节。在测定的空载特性曲线I0=f（U1），p0=f（U1）上，找出对应于U1= U1N时的空载电流I0和空载损耗p0作为计算励磁参数的依据。2、短路试验：接线如图1-2所示。为便于测量，通常在高压侧加电压，将低压侧短路。由于短路时外加电压全部降在变压器的漏阻抗Zk上，而Zk的数值很小，一般电力变压器额定电流时的漏阻抗压降I1NZK仅为额定电压的417.5，因此，为了避免过大的短路电流，短路试验应在降低电压下进行，使Ik不超过1.2I

3、1N。在不同的电压下测出短路特性曲线Ik=f(Uk)、pk=f（Uk）。根据额定电流时的pk、Uk值，可以计算出变压器的短路参数。五、 主要技术重点、难点1、空载实验在三相调压交流电源断电的条件下，按图1-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJK10中的一只作为单相变压器，其额定容量 SN=50VA，U1N/U2N=127/31.8V，I1N/I2N=0.4/1.6A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。2、短路实验 按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图1-2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。六、 实验步骤 图1

4、-1 空载实验接线图1、空载实验 1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图1-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJK10中的一只作为单相变压器，其额定容量 SN=50VA，U1N/U2N=127/31.8V，I1N/I2N=0.4/1.6A。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 （UN=31.8V），然后逐次降低电源电压，在1.20.2UN 的范围内，测取变压器的U0

5、、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1-1中。 5）为了计算变压器的变比，在UN以下取3点测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表1-1中。 表1-1序号实 验 数 据U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)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1-2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1-2 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1.1IN （

6、IN=0.4A）为止，在(0.21.1)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1-2中。实验时记下周围环境温度()。表1-2 室温 序号实 验 数 据UK（V）IK（A）PK（W）七、 实验报告要求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/Uax2、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)， （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

7、算短路参数 （1）绘出短路特性曲线UK=f(IK) 、PK=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()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。 式中：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。八、 实验注意事项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

8、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。九、 思考题 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。 实验二 三相变压器的联接组实验一、 实验目的和任务 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。二、 实验内容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/-11三、 实验仪器、设备及材料 序号型号名 称数 量1D33交流电压表1件2D32交流电流表1件3

9、D34-3单三相智能功率、功率因数表1件4DJK10三相心式变压器1件5D51波形测试，开关板1件 四、 实验原理1、测定极性：由于变压器高、低压绕组交链着同一主磁通，当某一瞬间高压绕组的某一端为正电位时，在低压绕组上必有一个端点的电位也为正，则这两个对应的端点称为同极性端，并在对应的端点上用符号“”标出。绕组的极性只决定于绕组的绕向，与绕组首、末端的标志无关。我们规定绕组电动势的正方向为从首端指向末端。当同一铁心柱上高、低压绕组首端的极性相同时，其电动势相位相同；当首端极性不同时，高、低压绕组电动势相位相反。2、连接并判定联接组：高、低压绕组的相电动势均从首端指向末端，线电动势从A指向B；同

10、一铁心柱上的绕组（在连接图中为上下对应的绕组），首端为同极性时相电动势相位相同，首端为异极性时相电动势相位相反；相量图中A、B、C与a、b、c的排列顺序必须同为顺时针排列，即原、副方同为正相序；对于星形接法（）、（）是真实的；对于三角形接法（）、（）是假定的。五、 主要技术重点、难点1、测定极性：（1）被测变压器选用三相心式变压器DJK10，用其中高压和低压两组绕组，额定容量SN=152/152VA，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。测得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；按图2-4接线。A、X接电源的U、V两端子，Y

11、、Z短接。（2）测定原、副方极性，暂时标出三相低压绕组的标记a、b、c、x、y、z,然后按图2-5接线，原、副方中点用导线相连。2、连接并判定联接组：（1）Y/Y-12按图2-3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2-3中。（2）Y/Y-6将Y/Y-12联接组的副方绕组首、末端标记对调,A、a两点用导线相联。六、 实验步骤(1) 测定相间极性 被测变压器选用三相心式变压器DJK10，用其中高压和低压两组绕组，额定容量SN=152/152VA，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。测得阻值大的

12、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2-1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。 4) 用同样方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出每相首、末端正确的标记。 2-1 测定相间极性接线图 (2) 测定原、副方极性1) 暂时标出三相低压绕组的标记a、b、c、x、y、z,然后按图2-2接

13、线，原、副方中点用导线相连。 2) 高压三相绕组施加约50%的额定电压，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。 图2-2 测定原、副方极性接线图 3) 用同样的方法判别出B、b、C、c两相原、副方的极性。 4) 高低压三相绕组的极性确定后，根据要求连接出不同的联接组。 4、检验联接组(1) Y/Y-12 图2-3 Y/Y-12联接组()接线图 ()电势相量图按图2-3接线。A、a两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的

14、额定电压，测出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表2-3中。根据Y/Y-12联接组的电势相量图可知： 为线电压之比表2-3 实 验 数 据计 算 数 据UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V) 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将Y/Y-12联接组的副方绕组首、末端标记对调,A、a两点用导线相联，如图2-4所示。 图2-4 Y/Y-6联接组 ()接线图 ()电势相量图 按前面方法测出电压UAB、Uab、UBb、UCc及UBc

15、，将数据记录于表 2- 4中。根据Y/Y-6联接组的电势相量图可得 表2-4 实 验 数 据计 算 数 据UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V) 若由上两式计算出电压UBb、UCc、UBc的数值与实测相同，则绕组连接正确，属于Y/Y-6联接组。 (3)Y/-11按图 2-5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2-5中 图2-5 Y/-11联接组 ()接线图 ()电势相量图 根据Y/-11联接组的电势相量可得若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测值

16、相同，则绕组连接正确，属Y/-11联接组。表2-5 实 验 数 据计 算 数 据UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)七、 实验报告要求计算出不同联接组的UBb、UCc、UBc的数值与实测值进行比较，判别绕组连接是否正确。八、 实验注意事项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、 在校验Y/Y-12和Y/Y-6时要注意将Y/Y-12联接组的副方绕组首、末端标记对调,A、a两点用导线相联。九、 思考题 1、联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。2、如何把Y/Y-12联接组改成Y

17、/Y-6联接组以及把Y/-11改为Y/-5联接组。实验三 三相异步电动机工作特性测定实验一、实验目的和任务 用直接负载法测取三相异步电动机的工作特性。二、实验内容：负载实验三、实验仪器、设备及材料 序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ23校正过的直流电机1件3DJ17三相线绕式异步电动机1件4D33交流电压表1件5D32交流电流表1件6D34-3单三相智能功率、功率因数表1件7D31直流电压、毫安、安培表1件8D42三相可调电阻器1件9D51波形测试及开关板1件10D55-2转矩、转速、输出功率测试1件四、 实验原理异步电动机的工作特性是指，在电动机的定子绕组加

18、额定电压，电压的频率又为额定。值，这时电动机的转速n、定子电流、功率因数、电磁转矩T、效率等与输出功率P2的关系。即、时，n、T、。如果用直接负载法求异步电动机的工作特性，要先测出电动机的定子电阻、铁损耗和机械损耗。这些参数都能从电动机的空载试验中得到。 直接负载试验是在电源电压为额定电压、额定频率的条件下，给电动机的轴上带上不同的机械负载，测量不同负载下的输入功率、定子电流、转速n，即可算出各种工作特性，并画成曲线。五、 主要技术重点、难点1）、图中Rf用D42上1800阻值，RL用D42上1800阻值加上900并联900共2250阻值。2）注意：先调节1800电阻，调至零值后用导线短接再调

19、节450电阻。六、 实验步骤1) 测量接线图如图3-1。同轴联接负载电机。图中Rf用D42上1800阻值，RL用D42上1800阻值加上900并联900共2250阻值。S用D51上开关。J为接入D55-2上的插接头。 2) 合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压（线电压220 V）并保持不变。3) 合上校正过的直流电机的励磁电源，调节励磁电流至校正值(100mA)并保持不变。4) 调节负载电阻RL（注：先调节1800电阻，调至零值后用导线短接再调节450电阻），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（0.75A）。5) 从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这

20、范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、输出功率P2、输出转矩T2等数据。 图3-1 三相异步电动机试验接线图 图2-6 Rf和RL的接线图6) 共取数据89组记录于表3-1中。 表3-1 U1N=220V（Y） If= mA序号I1（A）P1（W）P2(W)T2(Nm)n(r/min)IAIBICI1PPP1七、 实验报告要求由负载试验数据计算工作特性，填入表3-2中。 计算公式为： 式中 定子绕组相电流，A； 定子绕组线电压，V；效率。 作工作特性曲线n、I1、T2、cos1=f(P2)。表3-2 U1=220V(Y) If = mA序号(A)T2(Nm)n(r/min)P2(W)

21、(%)cos1八、 实验注意事项在调节负载电阻RL时：注：先调节1800电阻，调至零值后用导线短接再调节450电阻）。九、 思考题 1、异步电动机的工作特性指哪些特性？ 2、工作特性的测定方法。实验四 三相同步发电机的并联运行实验一、 实验目的和任务 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。二、 实验内容1、 用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。2、 用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。3、三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节。（1）测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。（2）测取当

22、输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。三、实验仪器、设备及材料 序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ23校正直流测功机1件3DJ18三相同步电机1件4D32交流电流表1件5D33交流电压表1件6D34-3单三相智能功率、功率因数表1件7D31直流电压、毫安、安培表1件8D41三相可调电阻器1件9D52旋转灯、并网开关、同步机励磁电源1件10D51波形测试及开关板1件四、实验原理三相同步发电机并联运行试验的原理及接线图如图4-1所示。 图4-1 三相同步发电机的并联运行五、主要技术重点、难点1、旋转灯光法：（1）Rst选用D41上90与90串联电

23、阻， Rf选用D41上90与90串联.R选用D41上90固定电阻。（2）当发电机和电网相序不同则应停机(先将Rst回到最大位置，断开控制屏上的电枢电源开关，再按下交流电源的“停”按钮)，并把三相调压器旋至零位。（3）停机时应先按下D52上红色按钮，即断开电网开关S1，将Rst调至最大，断开电枢电源，再断开励磁电源，把三相调压器旋至零位。2、三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节先调节Rf使同步发电机励磁电流If上升，使同步发电机定子电流上升到额定电流，并调节Rst保持P20。记录此点同步发电机励磁电流If、定子电流I。六、实验步骤1、旋转灯光法 1) 按图4-1接线。三相同步发电机选用D

24、J18（170W，220V，Y接，0.45A，1500r/min，励磁14V，1.2A），的原动机采用DJ23校正直流测功机MG。Rst选用D41上90与90串联电阻， Rf选用D41上90与90串联.R选用D41上90固定电阻。开关S1选用D52挂箱，S2选用D51挂箱。并把开关S1打在“关断”位置，开关S2合向固定电阻端（图示左端）。2)三相调压器旋钮退至零位，在电枢电源及励磁电源开关都在“关断”位置的条件下，合上电源总开关，按下“开”按钮，调节调压器使电压升至额定电压220伏，可通过V1表观测。 3) 按他励电动机的起动步骤(校正直流测功机电枢必须串联最大起动电阻Rst，先接通控制屏上的

25、励磁电源，后接通控制屏上的电枢电源)，起动并使电机转速达额定转速1500 r/min。将开关S2合到同步发电机的24V励磁电源端(图示右端)，调节Rf以改变的励磁电流If，使同步发电机发出额定电压220伏，可通过V2表观测。 4) 观察三组相灯，若依次明灭形成旋转灯光，则表示发电机和电网相序相同，若三组相灯同时发亮、同时熄灭则表示发电机和电网相序不同。当发电机和电网相序不同则应停机(先将Rst回到最大位置，断开控制屏上的电枢电源开关，再按下交流电源的“停”按钮)，并把三相调压器旋至零位。在确保断电的情况下，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动MG。 5) 当发电机和

26、电网相序相同时，调节同步发电机励磁使同步发电机电压和电网(电源)电压相同。再进一步细调原动机转速。使各相灯光缓慢地轮流旋转发亮，待A相灯熄灭时合上并网开关S1，把同步发电机投入电网并联运行（为选准并网时机，可让其循环几次再并网）。6）停机时应先按下D52上红色按钮，即断开电网开关S1，将Rst调至最大，断开电枢电源，再断开励磁电源，把三相调压器旋至零位。2、用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 1) 在并网开关S1断开且相序相同的条件下，把开关S2闭合到励磁端( 图示右端)。2) 按他励电动机的起动步骤起动MG，并使MG升速到接近同步转速(14851515 r/min之间)。 3) 调

27、节同步电机励磁电源调压旋钮或Rf，以调节If使发电机电压约等于电网电压220伏。 4) 将开关S2闭合到R端。R用90固定阻值(约为三相同步发电机励磁绕组电阻的10倍)。5) 合上并网开关S1，再把开关S2闭合到励磁端，这时电机利用“自整步作用”使它迅速被牵入同步。3、三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节 (1) 测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。 1) 按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 2) 保持同步发电机的输出功率P20。 3) 先调节Rf使同步发电机励磁电流If上升，使同步发电机定子电流上升到额定电流，并调节Rst保持P20。记录此点同步发电机励磁电流If、定子电流I。 4) 减小