电机拖动实验指导书.doc

金华职业技术学院电机与拖动基础实验指导书实验指导书信息工程学院二0 一一年十月前 言本实验指导书是浙江大学方圆科技产业有限公司专业生产的DTSZ-1电机拖动实验系统配套的实验指导书。本实验指导书在DSZ-1电机系统实验装置实验指导书的基础上，针对DTSZ实验装置的具体特点而编制的。本实验指导书包含直流电动机/发电机实验、变压器实验、交流异步电动机实验三大部分实验内容。每部分内容有包括各类实验若干，由于同学们学习和实验的时间有限，我们取其中最为重要的实验一共6个整理成册，其它相关实验另外整理。本实验指导书的错误和疏漏在所难免。希望各位老师在使用过程中批评指正。使我们能不断的改进实验设备的性能、参数和改正实验指导书中的错误。目 录第一部分：DTSZ电机拖动实验系统使用说明.4 第二部分：直流电机实验.13实验一：并励直流电动机实验.13第三部分：变压器实验.18实验二：单相变压器实验.18实验三：三相变压器实验.24第四部分：交流异步电动机实验.30实验四 三相鼠笼式异步电动机的工作特性.30实验五 三相鼠笼式异步电动机的启动与调速.34第一部分：DTSZ电机拖动实验系统使用说明书1 DTSZ电机拖动实验系统配置说明： 目前浙江大学方圆科技产业有限公司配套生产的电机拖动实验系统主要为DTSZ-2系列产品。 DTSZ-2采用分立的测量仪表，所有的仪表全部采用挂箱结构形式。使实验的组合更灵活。具体的各部件可以在两个产品中互相替换。以下对各部件做简单介绍。各用户的实际配置以合同为准。 DTSZ-2电机拖动实验系统部件介绍规格型号部件名称及内容数量DT01A主控制屏：1、提供三相0450V可调交流电源、2、转速、转矩显示和加载系统、3、电压、电流漏电保护系统和过载保护系统、4、告警记录显示 、5微机通信接口、6、各部件工作电源、7、荧光灯照明1DT02220V直流稳压电源（抽屉式）1DT03励磁电源（直流电机、同步电机）（抽屉式）1DT04直流电机调节电阻（抽屉式）1DT05绕线电机启动电阻（抽屉式）1DT06电机导轨及涡流测功系统1DT40三相组式变压器1DT41三相三线圈芯式变压器： 1D15三相绕线式异步电动机1D17并励直流电动机1D21三相笼型异步电动机1D24单相电容运转电动机1DT10数显直流电压、电流、毫安表2DT11数显交流电压表（共三组）1DT12数显交流电流表（共三组）1DT13数显功率表、功率因数表1DT20三相可调电阻(0.65A, 0900W)1DT21三相可调电阻(1.3A, 090W)1DT22三相可调电抗1DT23三相可变电容1DT25波形测试及开关板1实验桌12、各部件功能和使用说明：一、DT01A电机拖动实验系统主控制屏使用说明：（1） 将DT01A主控制屏三相四线插头插入相应插座中，实验主控制屏同时提供并联三相四线电源插座、可以用于设备之间的电源互插。方便实验室电源布线。考虑到进线负荷，实验系统设备级连数量请控制在三台以内。（2） 合上三相四线漏电断路器，设备供电，可以投入正常工作。（3） 合上钥匙开关（钥匙开关置于开状态），电源进入隔离变压器原边，低压控制电源给电（36V），各部件（仪表等进入工作状态）。三相相电压监测仪表显示输入线电压（电压监测开关置于进线输出电压指示）。主控制屏停止按钮（红色）点亮。（4） 通过调节主控制屏左侧调压旋纽可以预调节输出电压。通过三相电压监测电压（选择开关置于输出电压）。（5） 挂箱插入主控制屏的相应插座中，各部件进入工作状态。在今后使用过程中根据实验的需要灵活更换。（6） 主控制屏上告警记录指示为0，表明正常初始化，进入计数工作状态。（7） 主控制屏上电机转矩和转速显示进入工作状态，由于未接入输入信号和工作电源，所以输出为随机数。（8） DT01电源控制屏提供多路电源插座，用于各挂箱电源工作：7芯电源插座:给各仪表等挂箱工作使用；各管脚定义为：1、2脚为36V交流电源，作为系统供电电源。在主控制屏钥匙开关给电后即有电。3、4脚为保护常开触点，在发生过载现象时，相应的部件常开变常闭主控制屏接收信号后切断输出电源，并声、光告警。3、4、5脚为通信串口（R、T、GND），配合智能仪表使用。3芯2线电源插座 :提供220V交流电源，供DT26/DT07等挂箱使用。在主控制屏绿色按钮合上以后，才有电源输出。如有过载现象则切断该路输出电源，保证实验设备的安全。3芯三线电源插座一 :提供三相线电压220V交流电源,供DT02使用（直流220V稳压电源）。如有过载现象则切断该路输出电源，保证实验设备的安全。3芯三线电源插座二：提供三相线电压94V交流电源，供DT03使用（直流220励磁电源和同步励磁电源）。如有过载现象则切断该路输出电源，保证实验设备的安全。（9） DT06(电机导轨及测速发电机)的接插线插入主控制屏面板上相应的插座中。（提供转矩信号、转速信号、涡流测功机电源）（10） 按下DT01A主控制屏上的绿色按钮，主控制屏输出交流电源（可以通过调压器调节）。同时各三芯电源插座通电。可以提供各部件工作电源。在系统中加装了断相指示功能，如果缺相现象，则相应的输出LED告警指示。（11） 如有漏电（50V）、过流保护等现象，主控屏输出将切断，同时发出声、光告警。复位后方可重新启动。漏电电压调整在50V以内。过流电流整定在3.5A。二、DT02 220V直流可调稳压电源：1、 采用开关电源的形式，可以提供50V-240V左右的直流电源，主要用于直流电机的电枢或励磁。额定输出电流1.7A。过载则降压限流。2、 由开关控制电源的输出，在使用时将DT02插入DT01相应的插座内即可。3、 调压电位器调节输出电压，采用顺时针调节电压方式。电位器在逆时针到底位置时输出电压最低，应为50V左右。4、 具有输出电压和电流数字显示功能。能够直接显示输出电压和电流。三、DT03 励磁电源：1、 采用开关电源形式，可以提供32V直流可调同步电机励磁电源（2.5A），同时提供直流电机励磁电源(220V 0.5A)。2、 所有的输出电流数字显示。3、 具有短路保护功能。四、DT04直流电机调节电阻：1、 提供直流电机电枢调节电阻（0-90欧姆）和直流电机励磁调节电阻（0-3000欧姆）2、 以上电阻输出功率150W。3、 顺时针调节改变输出电阻，熔断器保护。五、DT05绕线电机调节电阻：1、 提供绕线电机调节电阻（0-2-5-15-）三相电阻，作为电机起动调节电阻。顺时针调节改变阻值，连轴调节。2、 采用熔断器保护电阻。3、 由于功率的限制，对于输出电阻仅作为绕线电机启动调节使用，正常启动后，应切除。如需完成绕线式异步电动机的转子串电阻特性实验应使用D51或D52挂箱完成。六、DT06电机导轨及涡流测功系统：1、 电机导轨用于安置各种型号电机，和涡流测功机同轴相联。拆装灵活、方便。2、 涡流测功系统和测速发电机同轴相联，采用压力传感器，测出转矩；测速发电机测出转速。转速、转矩都采用直读显示方式。读取方便，精确。同时配有专用XY记录仪输出端口，通过外接XY记录仪可以完整测绘电机的MS曲线。3、 测功系统独特的反馈控制线路可以稳定测量电机的完整MS曲线，（可以使被测电机稳定在不稳定工作区域）。通过手动加载，逐点描述方式完整测绘完整MS曲线。4、 采用和被测电机同轴相连的测速发电机测转速，通过A/D变换，数字显示转速。转速显示在DT01A面板上，具有显示正、反读数功能。5、 采用涡流测功机加载的方式，压力传感器测转矩，数字直读显示，转矩显示在DT01面板上。6、 将被测电机和涡流测功机同轴相连。将加载旋纽逆时针转到底，启动电机。调节转矩显示调零旋纽，使转矩输出显示为零。7、 调节加载旋纽（实际是调节开关电源的输出励磁电流）给测功机的定子加入直流电流。转子旋转切割磁力线，使定子产生力矩而偏转。定子带动转矩测量机构，显示转矩。8、 由于采用了较大的PID常数，使闭环反馈稳定。所以在初始加载时，转矩的产生滞后于加载电位器的调节速度。在初始加载时，切勿快速旋转加载电位器，以免加载过冲。9、 压力传感器在单方向的显示精度容易调整，可以得到较高的测量精度，所以本系统采用了单方向加载的方式，在加载时，请注意应保证电机的转速为正方向。10、 本系统对电机的转向判别可以采用两种方式：（1）直接从转速表观察，如转速表显读数为正时，电机转向为正，可以加载。（2） 测功机的轴伸端观察，电机顺时针旋转为正向，可以加载。11、 为考虑实验的方便，在DT01的面板上安装了T-n输出信号插座，在使用时将输出插座和X-Y记录仪（由学校自行选购）相连接，调整X-Y记录仪的放大倍数，在做交流电机实验的同时，即可以完成T-n的自动测绘。12、 由于测速发电机装在DT06上，而显示和调整系统安装在主控制屏上，各测速发电机的输出又不完全一致，所以在调试时是一一对应整定转速的。在使用时也请根据编号和主控制屏一一对应连接使用。七、DT20三相可调电阻：1、提供三组可调电阻，每组由两个可变电阻（0-900欧姆、0.41A）构成,同轴调节.输出加熔断器作为过流保护(0.5A)。2、顺时针旋转，输出接线柱 A3-A2（B3-B2、C3-C2），A3-A1（B3-B1、C3-C1）之间电阻由900-0欧姆之间变化。顺时针旋转 X1-X2之间电阻0-1800欧姆之间变化。3、由于加装了输出熔断器保护可变电阻，所以在使用时应随时注意电阻上的电流，尤其是在全部切除（短路）电阻时，电流仍经过熔断器。如超过额定电流，将烧断熔断器，使输出开路。八、DT21三相可调电阻：1、 提供三组可调电阻，每组由两个可变电阻（0-90欧姆、1.3A）构成,同轴调节。输出加熔断器作为过流保护(1.5A)。2、 顺时针旋转，输出接线柱 A3-A2（B3-B2、C3-C2），A3-A1（B3-B1、C3-C1）之间电阻由90-0欧姆之间变化。3、 由于加装了输出熔断器保护可变电阻，所以在使用时应随时注意电阻上的电流，尤其是在全部切除（短路）电阻时，电流仍经过熔断器。如超过额定电流，将烧断熔断器，使输出开路。九、DT22三相可调电抗：1、提供三组独立的、感抗为1H的电感和三相独立的调压器，可作为调压器和负载使用，比如在研究三相同步发电机的运行特性中，纯电感负载实验时，它与可调电阻相串联一起作为负载使用。2、三相可调电抗允许输入的最大电压为250V，允许输入的最大电流为0.45A。3、在通电之前需检查接线是否正确，使用过程中电压、电流的值不可以超过它的最大电压、电流值。十、DT23三相可变电容：一、 提供三相可变电容。二、 由开关切换输出1、2、2、4、4uF，三相通过接线柱分别输出。三、 由琴键开关切换输出电容：0.1-0.9uF,由一个琴键开关切换同时输出三组至相应的输出接线柱。四、 由于电容的耐压限制，在实验时输入的电压应在220VAC以内，以免过压损坏电容。五、 为避免电容冲击电流损坏开关，对电容的短路冲击电流做了限制。相应的在用万用表测量电容值时有一定偏差，不影响实际工作。十一、DT24波形测试及开关板 ：1、DT24波形测试及开关板主要用于：三相变压器实验时测试变压器回路中相电流i0、线电流i3、相电压e、线电压el的波形，和其他实验时需三相同时开合的三相开关。2 根据面板图示，将i0两端或i3两端串接在电路的相电流或线电流上，将e两端或el两端并接在电路的相电压或线电压上，再将示波器输入端接在面板的输出端上，按下需观察波形相对应的琴键开关，即可在示波器上观察该路波形。注意：实验时不允许同时按下两个键开关。3、三相钮子开关，经过内部接线，面板指示哪一边开关即接通哪一边。十二、DT10智能数字直流电压、电流、毫安表（一）主要功能、性能及技术指标1、提供一只电压表，两只电流表（一只安培表，一只微安表），可同时用来测量电压、电流的大小。2、工作电源：36V3、电压表量程：5V、20V、50V、100V、250V、500V, 输入阻抗为1兆欧姆4、电流表1量程：25mA、100mA、250mA、1A、2.5A、5A，输入阻抗为0.1欧姆5、电流表2量程；200uA、2mA、20mA、200mA，输入阻抗为5欧姆6、量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。直流电流表具有强耐电压冲击能力，直接串接380V电源，仪表不会有任何损坏并且会告警指示。（二）工作原理输入值经各档采样电阻及满标电位器采样后送入运放ICL7650和OP07放大，其值经A/D和转换和光电隔离后，输出值连至单片机的中断T0口，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路从ICL7650输出端经LM358和LM311判断、比较后，比较值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。（三）使用说明（1） DT10直流电压、电流表的使用方法如下：电压表与被测直流回路或元件相并联，电流表与被测回路或元件相串联，值得注意的是在通电之前需检查电压、电流表的量程档是否适宜。（2） DT10直流电压、电流表的工作电源可由主屏提供，将7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可，7芯插头各脚功能为：1、2脚为36V交流电源，在主控制屏钥匙开关给电后即有电。3、4脚为保护常开触点，在发生过载现象时，继电器一触点常开变常闭，主控制屏接收信号后切断输出电源，并声、光告警。5、6、7脚为通信串口（R、T、GND），计算机可实时跟踪、控制。 （3）量程的选择采用单片机控制，按钮开关操作，LED显示。（四）常见故障分析A:一合上主电路就告警 - 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头，比如电流表并联在电路中，导致电源间接短路等等。B：仪表量程不能切换 - 上升、下降的按钮失灵，或者单片机程序出错。十三、DT13智能数字单、三相功率表及功率因数表（一）主要功能、性能及技术指标1提供两只数显功率表，一只数显功率因数表，可同时用来测量功率及功率因数的大小。2工作电源：36V3电压量程：75V、250V4电流量程：500mA、2A5量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。电流输入端具有强耐电压冲击能力，直接串接380V电源，仪表不会有任何损坏并且会告警指示。6功率因数表量程和功率表相同，它采用三位LED显示，可以通过功能键切换来选择显示相位差或功率因数，可以实时自动显示相位超前或滞后关系（以电压为基准，显示的相位是电流超前电压还是电流滞后电压。）。(二)工作原理1功率表：电压输入值经电压互感器转换送入两级OP07放大，其输出值送入功率合成集成块的电压输入端；而电流输入值经采样电阻采样后再由两级OP07放大，其值被送入同一集成块的电流输入端，电压与电流相乘后其输出值连至光电隔离器的输入端，的输出端连至单片机的定时/计数器T0端，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路电压电流报警都分别从各自的第一级OP07的输入端取样经半波整流内后送入比较器LM311的输入端，其输出值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源开关，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。2功率因数表：电压输入经电压互感器转换，连至放大隔离转换集成块，产生对应脉冲送入单片机的中断口INT1；电流输入经采样电阻采样，连至放大隔离转换集成块，产生对应脉冲送入单片机的中断口INT0，两个中断经单片机实时处理，部分P1口输出值控制超前滞后灯的转换，与COS的切换；另一部分P1口与P2口输出值连至显示电路显示。(三)使用说明（1） 电压接线端与被测回路或元件相并联，电流接线端与被测回路或元件相串联，值得注意的是在通电之前需检查电压档、电流档的量程是否适宜。（2） DT-13单、三相功率表及功率因数表的工作电源可由主屏提供，只须将7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可，7芯插头各脚功能同DT-13相同。（1） 功率表及功率因数表都接线测量时，实际功率的值P等于功率表的读数乘以功率因数表的读数。（2） 当功率表的同名端反向输入时，功率显示负值，对于功率因数表相同。（3） 量程的选择采用单片机控制，按钮开关操作，LED显示。(四)常见故障分析A:一合上主电路就告警 - 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头，比如电流输入端并联在电路中，导致电源间接短路等等。B：仪表量程不能切换 - 电压、电流的量程按钮失灵，或者单片机程序出错。 第二部分 直流电机实验一 直流并励电动机实验一、实验目的1认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件。2学习直流电动机的接线、起动、改变电机转向。3掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。4掌握直流并励电动机的调速方法。二、预习要点1直流电机的结构及工作原理。2如何改变电动机的旋转方向。3直流电动机调速原理是什么?直流电机的转速和哪些因数有关。4什么是直流电动机的工作特性和机械特性?三、实验项目1了解DTSZ-1实验装置中电机实验台上220V直流稳压电源(DT02)、测功机(DT06)、变阻器、直流电压电流表（DT10）、并励直流电动机（D17）的使用方法。2进行直流电机的试运转，包括电动机的起动、调速及改变转向实验。 3工作特性和机械特性的测量保持UUN和IfIfN不变，测取n、M2、nf(1a)及n=f(M2)。 4调速特性的测量 (1)改变电枢电压调速 保持UUN，IfIfN常值，M0常值，测取nf(Ua)。 (2)改变励磁电流调速 保持UUN，M2常值，R10，测取nf(If)。 四、实验线路及操作步骤 1、并励直流电动机的起动实验实验设备：电机导轨，220V直流电源(DT02)，并励直流电动机（D17），直流电压电流表（DT10），电枢调节电阻（090DT21），磁场调节电阻（03000DT04）量程的选择：直流电压表的量程选为250V，直流电流表A1的量程选为2.5A，直流毫安表A2的量程选为2mA。按图21接线。图21 直流并励电动机接线图实验前先将R1调至最大阻值，Rf调至最小阻值，合上220V直流电源开关，电机起动，观察电机旋转方向是否与测功机加载方向符合（此说明具体见第一部分）。调节220V电源调压旋钮，使电动机的端电压加到220V。逐渐减小电阻R1，直至完全切除，电机起动完毕。2、并励直流电动机的调速实验实验设备与所选量程同起动实验。实验同图21接线，电动机起动后，分别调节电枢电阻R1和磁场调节电阻Rf，观察电动机转速的变化情况。注意在弱磁调速（增大电阻Rf）时一定要监视电动机的转速，决不允许超过1.2倍的额定转速。实验完毕，断开电源。3、并励电动机的工作特性和机械特性实验线路如图22所示。电机选用D17直流并励电动机，测功机(请阅测功机使用说明)图22 直流并励电动机工作特性和机械特性实验接线图作为电动机负载。起动直流并励电动机，其转向从测功机端观察为逆时针方向。将电动机电枢调节电阻Rl调至零，同时调节直流电源调压旋钮，测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf，调到其电机的额定值UUN，IIN，nnN，其励磁电流即为额定励磁电流IfN，在保持U=UN和IIfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即将测功机的加载旋钮逆时针转动直至零。测取电动机输入电流I，转速n和潮功机的转矩M，共取67组数据，记录于表26中。表26 U=UN _V If=If N_A Ra_实验数据I(A)n(r/min)M2(Nm）计算数据Ia(A)P2(W)(%)上表中Ra对应于环境温度0时电动机电枢回路的总电阻，可由实验室给出。4调速特性 (1)改变电枢端电压的调速 直流电动机起动后，将电阻Rl调至零，同时调节负载(测功机)、直流电源及电阻Rf ，使UUN，I0.5IN，IfIfN，保持此时的M2的数值和IfIfN，逐次增加R1的阻值，即降低电枢两端的电压Ua，Rl从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和输入电流I,共取56组数据，记录于表27中。表27 If=IfN_A M2=_NmUa(V)n(r/min)I(A)Ia(A) (2)改变励磁电流的调速 直流电动机起动后，将电阻Rl和电阻Rf调至零，同时调节直流调压旋钮和测功机加载旋钮，使电动机UUN，I0.5IN，IfIfN ，保持此时的M2数值和UUN的值，逐次增加磁场电阻Rf，直至n1.3nN，每次测取电动机的n、If和I，共取56组数据，记录于表28中。表28 U=UN _V M2=_Nmn(r/min)If (A)I(A)Ia(A) 一、 注意事项1直流电动机起动前，测功机加载旋钮调至零。实验做完也要将测功机负载 旋钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。七、实验报告 1由表16计算出Ia、P2和，并绘出n、M、nf(Ia)及nf(M2)的特性曲线。 电动机输出功率 P20105nM2 式中输出转矩M2的单位为NM，转速n的单位为rmin。 电动机输入功率 P1UI 电动机效率 100 电动机电枢电流 IaIIfN 由工作特性求出转速变化率： nl00 2绘出并励电动机调速特性曲线nf(U)和nf(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。 3能耗制动时间与制动电阻R1的阻值有什么关系?为什么?该制动方法有什么缺点? 七、思考题1并励电动机的速率特性n=f(Ia)为什么是略微下降?是否出现上翘现象? 为什么?上翘的速率特性对电动机运行有何影响? 2当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会引起电动机转速降低? 3当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么? 4并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“飞速”?为什么？第三部分：变压器实验实验二 单相变压器特性实验一、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。二、预习要点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)。2 短路实验测取空载特性UK=f(IK), PK=f(UK)。3 负载实验(1）纯电阻负载保持U1=U1N, cos 2=1的条件下，测取U2=f(I2)。(2) 阻感性负载保持U1=U1N, cos 2=08的条件下，测取U2=f(I2)。四、实验线路及操作步骤1 空载实验实验线路如图31所示，被试变压器选用DT40三组相式变压器，实验用其中的一相，其额定容量PN=76W，U1N/ U2N=220/55V，I1N/I2N=0345/138A。变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。接通电源前，选好所有电表量程，将电源控制屏DT01的交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后打开钥匙开头，按下DT01面板上“开”的按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=12 UN，然后，逐次降低电源电压，在1205UN的范围内，测取变压器的U0、I0、 P0共取67组数据，记录于表21中，其中U=UN的点必测，并在该点附近测的点应密些。为了计算变压器的变化，在UN以下测取原方电压的同时，测出副方电压，取三组数据记录于表31中。图31 空载实验接线图表31序 号实 验 数 据计算数据U0（V）I0（A）P0（W）UAX（V）COS02短路实验：实验线路如图32所示：图32 短路实验接线图变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。接通电源前，先将交流调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，按上述方法接通交流电源，逐次增加输入电压，直至短路电流等于11 IN为止，在0511 IN范围内测取变压器的 UK、IK、 PK，共取45组数据记录于表22中，其中I= IK的点必测。并记下实验时周围环境温度（）。表32序 号实 验 数 据计算数据UK（V）IK（A）PK（W）UAX（V）COSK3负载实验 实验线路如图33所示：图33 负载实验接线图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DT20，XL选用DT22，功率因数表选用DT01B，开关S1、S2选用DT26。（1） 纯电阻负载接通电源前，将交流电源调节旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻调至最大，然后合上S1，按下接通交流电源的按钮，逐渐升高电源电压，使变压器输出电压U1=UN，在保持U1=UN的条件下，逐渐增加负载电流，即减少负载电阻RL的阻值，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，共取56组数据，记录于表33中，其中I2=0和I2= I2N两点必测。表33 COS2=1 U1= UN= 伏序 号U（V）I（A）（2） 阻感性负载（COS2=0.8）用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，实验步骤同上，在保持U1= U1N及COS=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，共取56组数据记录于34中，其中I2=0，I2=I 2N=两点必测。表34 COS2= 0.8 U2= UN= V序 号U2（V）I2（A）五、注意事项在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。在空载实验中，交流电压表选用DT01B，100V档，交流电流表选用DT01B，0.5A档，功率表选用DT01B，量程选择75V、0.5A档。在短路实验中，电压表选择50V档，电流表选择0.5A档，功率仍选择75V、0.5A 档。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。六、实验报告1. 计算变比由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，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) , COS0=f (U0) 。式中：COS0= 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= ( IK )、cos K= 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U K和 PK值，由下式算出实验环境温度为（）下的短路参数。折算到低压方由于短路电阻rK 随温度而变化，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。阻抗电压IK= IN时的短路损耗PKN= IN2 rK75实验三 三相变压器特性实验一、 实验目的1. 通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。2 通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。二、 预习要点1如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。2三相芯式变压器的三相空载电流是否对称。3 如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。三、 实验项目1测定变比2空载实验测取空载特性U 0 = f ( I 0 ), P 0 = f ( U 0 )3短路实验测取短路特性UK = f (IK ), PK =f (IK) 2. 纯电阻负载实验保持U2= U1N ，COS2= 1的条件下，测取U2=f （I2）四、 实验线线及操作步骤1. 测定变比图34 三相变压器变比实验接线图：实验线路如图34所示：被试变压器选用DT41三相三线圈芯式变压器，额定容量PN=150/150/150W， UN =220/63.5/50V， IN=0.394/1.36/1.576A，Y/Y接法。实验时只用高、低压两组线圈，中压线圈不用，接通交流电源的操作步骤和单相变压器实验相同，电源接通后，调节外施电压 U1=0.5UN，测取高、低压线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca ，记录于表36中。表36U (V)KAU (V)KBU (V)KCK=UABUabUBCUbcUCAUca2. 空载实验图35 三相变压器空载实验接线图实验线路如图35所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。接通电源前，先将交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置。选好所有电表量程，电源接通后，调节调压旋钮，使变压器的空载电压Un=1.2UN，并注意三相电压要基本对称，然后逐次降低电源电压，在1.20.5UN范围内，测取变压器三相线电压、电流和功率，共取67组数据，记录于表37中，其中U0=UN的点必测。表37序号实 验 数 据计 算 数 据U （V）I （A）P （W）U0（V）I0（A）P0（W）Cos 0UabUbcUcaIaoIboIcoP01P023. 短路实验图36 三相变压器短路实验接线图实验线路如图36所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。接通电前，应将交流电源调压旋钮调到输出电压变零的位置，选好所有电表量程，接通电源后，逐渐增大电源电压，使变压器的短路电流IK =1.1 IN ，并注意三相电源电压基本对称。然后逐次降低电源电压，在1.10.5IN 的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率，共取45组数据，记录于表38中，其中IK = IN 点必测。实验时，记下周围环境温度（），作为线圈的实际温度。表38 = 序号实 验 数 据计 算 数 据U （V）I （A）P （W）UK（V）IK（A）PK（W）Cos0UABUBCUCAIAIBICPK1PK24. 纯电阻负载实验图37 三相变压器负载实验接线图实验线路如图37所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈经开关S1接负载电阻RL， RL选用DT20。将负载电阻RL调至最大，合上开关S1接通电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器的输入电压U1=U1N，并且三相电源基本对称，在保持U1=U1N的条件下，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，测取变压器三相输出线电压和相电流，共取56组数据，记录于表39中，其中I0=0和I2=IN两点必测。表39 U2=U1N = V COS2= 1序 号U （V）I （V）UABUBCUCAU2IAIBICI2五、 注意事项在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置及量程选择。交流电压表选用DT01B，交流电流表选用DT01B，空载、短路实验时功率表选用DT01B。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变比。六、 实验报告1. 计算变压器的变比根据实验数据，计算出各项的变比，然后取其平均值作为变压器的变比。表36中 2. 根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数（1） 绘出空载特性曲线 U 0 = f ( I 0 ) 、P 0 = f ( U 0 )、cos0 = f ( U 0 ) 式中（2） 计算激磁参数从空载特性曲线查出对应于U 0 =UN 时的I 0 和P 0 值，并由下式求取激磁参数。3. 绘出短路特性曲线和计算短路参数（3） 绘出短路特性曲线U K = f ( I K ) 、P K = f ( I K )、cosK = f ( I K ) 。（2） 计算短路参数从短路特性曲线查出对应于I K = I N 时的UK = PK值， 并由下式算出实验环境温度时的短路参数。折算到低压方换算到基准工作温度的短路参数为rK75和z K75,计算出阻抗电压。I K = I N 时的短路损耗P KN = 3 IN2rK75第四部分 异步电机实验四 三相鼠笼式异步电动机的工作特性一、 实验目的1. 了解三相鼠笼式异步电动机2. 测定三相鼠笼式异步电动机的参数3. 用直接测功法作三相鼠笼式异步电动机的负载实验二、 预习要点1. 鼠笼式异步电动机的等效电路有那些参数？他们的物理意义是什么？2. 异步电动机参数的测定方法3.三相鼠笼式异步电动机的负载特性三、 实验项目1. 判定定子绕组的首末端2. 空载实验3. 三相鼠笼式异步电动机的负载实验四、 实验线路及操作步骤 选用的三相鼠笼式异步电动机编号为D21，其额定点P=100W,U=220V()，I=0.48A,n=1420r/m。负载实验时所用的仪器设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。1、 判定定子绕组的首末端（1） 直流感应法按图42接线，将32伏直流电源分别加在两绕组上，最后一相绕组的两端跨接一只直流毫伏表（DT10上），毫伏表量程选择为20伏。当接通开关S1瞬间观察直流毫伏表的偏转方向，如果电源负极分别与V2、W3端接触时，表的偏转方向相同，则V2、W3端为同名端。同样方法可判断第三绕组同名端情况。（2） 交流电压表先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意两相绕组串联，施以单相低电压U=80-100V，注意电流不应超出额定值，如图43所示，测出第三相绕组的电压（电压表选用DT01，量程选择为20伏），如测得的电压有一定的读数，表示两相绕组的首端与末端相联；反之，如测得的电压近似为零，则表示两相绕组的首端与首端（或末端与末端）相联，用同样方法测出第三相绕组的首末端。2、 空载实验空载实验时所用的仪器设备有：电机导轨，功率表（DT01），交流电流表（DT01），交流电压表（DT01）。测量线路图见图44，电机绕组接法。仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A。安装电机时，空载实验时电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。按图44接线。实验前首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使电机起动旋转，注意观察电机旋转的方向。调整电源相序，使电机旋转方向符合测功机加载的要求（右视机组，电机旋转应为顺时针方向）。注意：调整相序时，必须切断电源。仍然将三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，保持电动机在额定电压时空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行实验。去掉电流短接导线。调节电源电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低，直至电机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，共读取79组数据，记录于表43中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。注意：空载实验读取数据时，在额定电压附近应多测几点。表43序号