拖动实验指导书范文.doc

拖动实验指导书范文 一、特点 (1)实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成电力电子技术、自动控制系统、直流调速系统、交流调速系统、电机控制、控制理论等课程所开设的主要实验。 (2)实验装置占地面积小，节约实验室用地，无需设置电源控制屏、电缆沟、水泥墩等，可减少基建投资。 实验装置只需三相四线的电源即可投入使用，实验室建设周期短、见效快。 (3)实验机组容量小，耗电小，配置齐全。 装置使用的电机经过特殊设计,其参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组。 (4)装置布局合理，外形美观，面板示意图明确、清晰、直观。 实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备，造成设备损坏。 电路连接方式安全、可靠、迅速、简便。 除电源控制屏、挂件外，还设置有实验桌，桌面上可放置机组、示波器等实验仪器，操作舒适、方便。 电机采用导轨式安装，更换机组简捷、方便。 实验台底部安装有轮子和不锈钢固定调节机构，便于移动和固定。 (5)控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，切实保护操作者的安全，为开放性的实验室创造了安全条件。 (6)挂件面板分为三种接线孔，强电、弱电及波形观测孔，三者有明显的区别，不能互插。 (7)实验线路选择典型线路，完全配合教学内容，满足教学大纲要求。 第3页 二、技术参数 (1)输入电压三相四线制380V10%50Hz (2)工作环境环境温度范围为-540,相对湿度75%,海拔1000m (3)装置容量.5kVA (4)电机输出功率:200W (5)外形尺寸长宽高0-1DJDK-1电力电子技术及电机控制实验装置外形图0-2DJK01电源控制屏电源控制屏主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流励磁电源。 同时为实验提供所需的仪表，如直流电压、电流表，交流电压、电流表。 屏上还设有定时器兼第4页报警记录仪，供教师考核学生实验之用。 在控制屏正面的大凹槽内，设有两根不锈钢管，可挂置实验所需挂件，凹槽底部设有12芯、10芯、4芯、3芯等插座，有源挂件的电源从这些插座提供。 在控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座，此外还设有供实验台照明用的40W日光灯。 1、三相电网电压指示三相电网电压指示主要用于检测输入的电网电压是否有缺相，操作交流电压表下面的切换开关，观测三相电网各线间电压是否平衡。 图0-2主控制屏面板图 2、定时器兼报警记录仪平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能，它还可以自动记录由于接线操作错误所导致的告警次数。 （具体操作方法详见DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置使用说明书）。 3、控制部分第5页它的主要功能是控制电源控制屏的各项功能，它由电源总开关、启动按钮及停止按钮组成。 当打开电源总开关时，红灯亮；当按下启动按钮后，红灯灭，绿灯亮，此时控制屏的三相主电路及励磁电源都有输出。 4、三相主电路输出三相主电路输出可提供三相交流200V/3A或240V/3A电源。 输出的电压大小由“调速电源选择开关”控制，当开关置于“直流调速”侧时，A、B、C输出线电压为200V，可完成电力电子实验以及直流调速实验；当开关置于“交流调速”侧时，A、B、C输出线电压为240V，可完成交流电机调压调速及串级调速等实验。 在A、B、C三相处装有黄、绿、红发光二极管，用以指示输出电压。 同时在主电源输出回路中还装有电流互感器，电流互感器可测定输出电流的大小，供电流反馈和过流保护使用，面板上的TA 1、TA 2、TA3三处观测点用于观测三路输出电压信号。 5、励磁电源在按下启动按钮后将励磁电源开关拨向“开”，则励磁电源输出为220V的直流电压，并有发光二极管指示输出是否正常，励磁电源由0.5A熔丝做短路保护。 励磁电源仅为直流电机提供励磁电流，由于励磁电源的容量有限，一般不要作为大电流的直流电源使用。 6、面板仪表面板下部设置有300V数字式直流电压表和5A数字式直流电流表，精度为0.5级，能为可逆调速系统提供电压及电流指示。 面板上部设置有500V真有效值交流电压表和5A真有效值交流电流表，精度为0.5级，供交流调速系统实验时使用。 第6页第一章电机及拖动基础实验的基本要求和安全操作规程教学目标 1、通过实验来增强感性知识，来验证、巩固、加深对理论课程的理解。 同时也是书本知识应用到实践的初步过渡。 2、初步掌握电机及拖动一些参数测试，分析、计算的基本方法，了解电机实验机器在工程应用的特点。 实验的基本要求电机实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。 培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备自己拟定实验线路；选择所需仪表；确定实验步骤。 测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。 在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。 现按实验过程提出下列基本要求。 一、实验前的准备 1、实验前应复习教科书有关内容，认真研读实验指导书,了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题，并按照实验项目准备记录表等。 2、实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始作实验。 3、对于设计和综合实验，要求学生在实验前，完成实验线路、实验步骤的设计工作、相应参数的计算。 认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。 二、实验的进行 1、建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行,每组由23人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数第7页据准确可靠。 2、选择组件和仪表实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。 3、按图接线根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。 为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。 4、起动电机，观察仪表在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后按一定规范起动电机，观察所有仪表是否正常(如指针正、反向是否超满量程等)。 如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。 5、测取数据预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。 正式实验时,根据实验步骤逐次测取数据。 6、认真负责，实验有始有终实验完毕，须将数据交指导教师审阅。 经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品好。 三、实验报告实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。 实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。 实验报告包括以下内容1)实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温。 2)列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据(NP、NU、N I、Nn）等。 3)列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电第8页源端编号等。 4)数据的和计算5)按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不小于8cm8cm，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线,不在曲线上的点仍按实际数据标出。 6)根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。 实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。 7)每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。 实验安全操作规程为了按时完成电机及电气技术实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程1)实验时，人体不可接触带电线路。 2)接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。 3)学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。 实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。 4)电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免损坏仪表或电源。 5)总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。 第9页第二章电机与拖动基础实验内容实验一认识实验及直流电动机的机械特性 一、实验目的 1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。 二、实验类型验证性实验（必修） 三、预习要点 1、如何正确选择使用仪器仪表。 特别是电压表电流表的量程。 2、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器?不串接电阻会产生什么严重后果? 3、直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置?为什么?若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果? 4、直流电动机调速及改变转向的方法。 四、实验内容 1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。 2、用伏安法测直流电动机电枢绕组的冷态电阻。 3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。 五、实验设备及控制屏上挂件排列顺序 1、实验设备序号型号名称数量第10页1DD03导轨、测速发电机及转速表1台2DJ23校正直流测功机1台3DJ15直流并励电动机1台4D31直流数字电压、毫安、安培表2件5D42三相可调电阻器1件6D44可调电阻器、电容器1件7D51波形测试及开关板1件8D41三相可调电阻器1件 2、控制屏上挂件排列顺序D 31、D 42、D 41、D 51、D 31、D44 六、实验方法及步骤 1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。 2、用伏安法测电枢的直流电阻图2-1测电枢绕组直流电阻接线图 （1）按图2-1接线，电阻R用D44上，为1980(2*900+2*90)阻值并调至最大。 A表选用D31直流、毫安、安培表，量程选用20200mA档。 开关S选用D51挂箱。 （2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。 调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U和电流I。 将电机分第11页别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U、I三组数据列于表2-1中。 （3）增大R使电流分别达到0.15A和0.2A，用同样方法测取六组数据列于表2-1中。 （为了便于测试和计算，电流可取0.15A和0.2A）取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值 （4）计算基准工作温度时的电枢电阻由实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值。 冷态温度为室温。 按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值表2-1室温序号U（V）I（A）R（平均）（）a R（）075acR（）Ra11=Ra12=1Ra13=Ra1=Ra21=Ra22=2Ra23=Ra2=表中式中075acR换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。 （）。 a R电枢绕组的实际冷态电阻。 （）。 075c?基准工作温度，对于E级绝缘为75。 a实际冷态时电枢绕组的温度。 （）)(311312111aaaaRRRR?)(312322212aaaaRRRR?121 (2)aaaRRR?007575235235caacaRR?第12页 3、直流仪表、转速表和变阻器的选择直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。 （1）电压量程的选择如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为1000V量程档。 （2）电流量程的选择因为直流并励电动机的额定电流为1.2A，测量电枢电流的电表A3可选用直流电流表的5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，电流表1A选用200mA量程档。 （3）电机额定转速为1600r/min，转速表选用1800r/min量程档。 （4）变阻器的选择变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定。 4、直流他励电动机的起动准备按图2-2接线。 图中直流他励电动机M用DJ15，其额定功率NP=185W，额定电压NU=220V，额定电流N I=1.2A，额定转速Nn=1600r/min，额定励磁电流fNI0.16A。 校正直流测功机MG作为测功机使用，TG为测速发电机。 直流电流表选用D31。 第13页 5、他励直流电动机起动步骤 （1）检查按图2-2的接线是否正确，电表的极性、量程选择是否正确，电动机励磁回路接线是否牢靠。 然后，将电动机电枢串联起动电阻1R、测功机MG的负载电阻2R、及MG的磁场回路电阻2fR调到阻值最大位置，M的磁场调节电阻1fR调到最小位置，断开开关S，并断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动准备。 （2）开启控制屏上的电源总开关，按下其上方的“开”按钮，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2fR使2fI等于校正值（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。hlwhl9039sina. （3）M起动后观察转速表指针偏转方向。 调节控制屏上电枢电源电压调节旋钮，使电动机端电压为220伏。 减小起动电阻1R阻值，直至短接。 （4）合上校正直流测功机MG的负载开关S，调节2R阻值，使MG的负载电流FI改变，即直流电动机M的输出转矩2T改变（按不同的FI值，查对应于2fI=100mA时的校正曲线2()FTf I?，可得到M不同的输出转矩2T值）。 （5）调节他励电动机的转速分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻1R和励磁回路的调节电阻1fR，观察转速变化情况。 （6）改变电动机的转向将电枢串联起动变阻器1R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。 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。 第14页 6、直流他励电动机的机械特性 （1）按图2-2接线。 校正直流测功机MG按他励发电机连接，在此作为直流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。 （2）将直流他励电动机M的磁场调节电阻1fR调至最小值，电枢串联起动电阻1R调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。 （此时电枢电源应从步骤5第六项换回来） （3）M起动正常后，将其电枢串联电阻1R调至零，调节电枢电源的电压为220V，调节校正直流测功机的励磁电流2fI为校正值（100mA），再调节其负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻1fR，使电动机达到额定值UNU，1.2afNIIIA?，n1600/Nnr m?。 此时M的励磁电流fI即为额定励磁电流fNI。 （4）保持UNU，fI=fNI，2fI为校正值（100mA）不变的条件下，逐次减小电动机负载。 测取电动机电枢输入电流aI，转速n和校正电机的负载电流FI（由校正曲线查出电动机输出对应转矩2T）。 共取数据5-6组，记录于表2-2中。 表22U=NU220V fI=fNI=mA2fI=100mA aI（A）n（r/min）IF（A）实验数据T2（Nm） 七、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1fR调至最小，先接通励磁电第15页源,使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻1R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1R调至零，使电机正常工作。 2、直流他励电动机停机时，必须将电枢串联的起动电阻1R调回到最大值，切断电枢电源，然后断开励磁电源；同时，励磁回路串联的电阻1fR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。 5、电阻串联应该是从B1入、从B2出；电阻并联应该是从B 1、B2短接后作为入，从B3出。 八、有关思考题 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1R和磁场调节电阻1fR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、用什么方法可以改变直流电动机的转向？ 4、为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢靠？起动时电枢回路必须串联起动变阻器？第16页实验二直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性 一、实验目的了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性。 并分析各种制动情况下的能量关系。 二、实验类型验证性实验（必修） 三、预习要点 1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？ 2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？ 3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。 四、实验内容 1、电动及回馈制动状态下的机械特性 2、电动及反接制动状态下的机械特性 3、能耗制动状态下的机械特性 五、实验线路如图2-3所示。 六、实验设备 1、实验设备序号型号名称数量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ15直流并励电动机1件3DJ23校正直流测功机1件4D31直流电压、毫安、安培表2件第17页5D41三相可调电阻器1件6D42三相可调电阻器1件7D44可调电阻器、电容器1件8D51波形测试及开关板1件 2、屏上挂件排列顺序D 51、D 31、D 42、D 41、D 31、D44图2-3他励直流电动机机械特性测定的实验接线图 七、实验方法及步骤按图2-3接线，图中M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式)，MG用编号为DJ23的校正直流测功机，直流电压表1V、2V的量程为1000V，直流电流表1A、3A的量程为200mA，2A、4A的量程为5A。 1R、2R、3R、及4R依不同的实验而选不同的阻值。 第18页 1、2R=0时电动及回馈制动状态下的机械特性 (1)1R阻值为1800，选用D44上的2只900串联；2R阻值为1800，选用D44上的2只90串联；3R阻值为1800，选用D42上2只900串联；4R阻值为540，选用D42上2只900并联和D41上1只90串联实现。 (2)1R阻值置最小位置，2R、3R、及4R阻值置最大位置，开关S 1、S2选用D51挂箱上的对应开关，并将S1合向1电源端，S2合向2短接端(见图6-1)。 (3)开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“开”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查2R阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M起动运转。 调节“电枢电源”电压为220V；调节2R阻值至零位置，调节3R阻值，使电流表3A为100mA。 (4)调节电动机M的磁场调节电阻1R阻值，和电机MG的负载电阻4R阻值。 使电动机M的n=Nn=1600r/min，1.2afNIIIA?。 此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流IfN。 保持U=NU=220V，fI=fNI，3A表为100mA。 增大4R阻值，直至空载(拆掉开关S2的2上的短接线)，测取电动机M在额定负载至空载范围的n、aI，共取8-9组数据记录于表2-31中。 (5)在确定S2在中间位置上的情况下，把4R调至零值位置(其中D42上1800阻值调至零值后用导线短接)，再减小3R阻值，使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等(在开关S2两端测)，并且极性相同（即测功机MG的转向与电动机M的转向相同），把开关S2合向1端。 (6)保持电枢电源电压U=NU=220V，fI=fNI，调节3R（或4R阻值），使阻值增加第19页（或减少），电动机转速升高，当2A表的电流值为0A时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加3R阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900r/min，测取电动机的n、aI。 共取89组数据记录于表2-32中。 (7)停机（先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关，并将开关S2合向到2端）。 表2-31NU=220V fNI=mA Ia（A）n（r/min）表2-32NU=220V fNI=mA Ia（A）n（r/min） 2、2R=180时的电动运行及倒拉反接制动状态下的机械特性 (1)观察测功机与电机的转向是否相反（即测功机MG的转向与电动机M的转向相反）。 如果不相反，可改变S1左侧两接线端，以保证测功机与电机的转向相反。 表2-3-3NU=220V fNI=mA2R=180Ia（A）n（r/min） (2)保持电动机的“电枢电源”电压U=NU=220V，fI=fNI不变，逐渐减小4R阻值，使电机减速直至为零。 继续减小4R阻值，使电动机进入“反向”旋转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机工作于电势反接制动状态运行，直至电动机的aI=aNI，测取电动机在 1、4象限的n、aI共取5-6组数据记录于表2-3-3中。 第20页 (3)停机(必须记住先关断“电枢电源”而后关断“励磁电源”的次序，并随手将S2合向到2端)。 4、能耗制动状态下的机械特性 (1)图2-3中，1R阻值不变（1800），2R用D44的180固定阻值，3R用D42的1800可调电阻，4R阻值不变（540）。 (2)S1合向2短接端，1R置最大位置，3R置最小值位置，4R调到180阻值，S2合向1端。 同时保证测功机MG和电动机M的转向相同。 (3)先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使校正直流测功机MG起动运转，调节“电枢电源”电压为220V，调节1R使电动机M的fI=fNI，调节3R使电机MG励磁电流为100mA，先减少4R阻值使电机M的能耗制动电流aI=（0.70.8）aNI然后逐次增加4R阻值，其间测取M的n、aI共取8-9组数据记录于表2-3-4中。 (4)把2R调定在90阻值，重复上述实验操作步骤 (2)、 (3)，测取M的n、aI共取5-7组数据记录于表2-3-5中。 表2-3-42R=180fNI=mA Ia（A）n（r/min）表2-3-52R=90fNI=mA Ia（A）n（r/min）当忽略不变损耗时，可近似认为电动机轴上的输出转矩等于电动机的电磁转矩MaTCI?，他励电动机在磁通?不变的情况下，其机械特性可以由曲线nf(aI)来第21页描述。 八、实验报告根据实验数据，绘制他励直流电动机运行在第 一、第 二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性n()af I)(用同一座标纸绘出)。 九、思考题 1、回馈制动实验中，如何判别电动机运行在理想空载点？ 2、直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变，试问电磁转矩的方向是否也不变？为什么？ 3、直流电动机从第一象限运行到第四象限，其转向反了，而电磁转矩方向不变，为什么？作为负载的MG，从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变？为什么？ 4、电机进入回馈制动状态，在第二象限和第四象限均可发生，在工程应用中它们各是什么情况下发生的？第22页实验三单相变压器 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、实验类型验证性实验（必修） 三、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。 四、实验内容 1、空载实验测取空载特性00()f IU?，00()pf U?,00cos()f U?。 2、短路实验测取短路特性()f IkkU?，()kkpf U?,cos()kkf U?。 3、负载实验纯电阻负载保持U1=NU，2cos1?的条件下，测取22()f IU?。 五、实验线路如图2-3- 1、2-3- 2、2-3-3所示。 六、实验设备 1、实验设备第23页序号型号名称数量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4DJ11三相组式变压器1件5D42三相可调电阻器1件图2-3-1空载实验接线图图2-3-2短路实验接线图 2、屏上排列顺序D 33、D 32、D34- 3、DJ 11、D42 七、实验步骤 1、空载实验 （1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图2-3-1接线。 被测变压器选用三相组式第24页变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量NP=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。 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。 图2-3-3负载实验接线图 （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0U=1.2NU，然后逐次降低电源电压，在1.20.2NU的范围内，测取变压器的0U、0p、0I。 （4）测取数据时，U=NU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23-1中。 （5）为了计算变压器的变比，在NU以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表2-3-1中。 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2-3-2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。 表2-3-1第25页实验数据计算数据序号0U(V)0I(A)0p(W)AXU(V)0cos? （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1.1N I为止，在(0.21.1)N I范围内测取变压器的KU、Kp、K I。 （4）测取数据时，K I=N I点必须测，共测取数据6-7组记录于表2-3-2中。 实验时记下周围环境温度()。 表2-3-2室温实验数据计算数据序号KU（V）K I(A）Kp（W）cosK? 3、纯电阻负载实验实验线路如图2-3-3所示。 变压器低压线圈接电源，高压线圈接到负载电阻LR上。 LR第26页选用D42上900加上900共1800阻值。 1）将调压器旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻值调到最大并先断开连接。 2）接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压1U=NU。 3）保持1U=NU，连接RL，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻LR的值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压2U和电流2I。 4）测取数据时，2I=0和2I=2NI=0.35A必测，共取数据6-7组，记录于表2-3-3中。 表2-3-32cos1?1U=NU=V序号U2（V）I2（A） 八、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、在作短路实验前必须将调压器调零。 短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。 九、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。 AXaxkUU? 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00()f IU?，00()pf U?,00cos()f U?。 式中0000cosp UI?第27页 （2）计算激磁参数:从空载特性曲线上查出对应于0U=NU时的0I和0p值，并由下式算出激磁参数.;Z;22m00200mmmmrZXIUIPr? 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()f IkkU?，()kkpf U?,cos()kkf U? （2）计算短路参数从短路特性曲线上查出对应于短路电流KNII?时的kU和kP值由下式算出实验环境温度为()时的短路参数222;KKKKKKKKKrZXIPrIUZ?折算到低压方222KXXKrrKZZKKKKKK;?由于短路电阻kr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。 22K757575234.575;?234.5KCKKCKCrrZrX?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?Ku KNII?时短路损耗02NkI r75kNcp? 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。 %100;%100;%1007575?NKNUKXNCKNKrNCKNXIuUrIuUZI第28页 5、变压器的电压变化率u? （1）绘出2cos1?外特性曲线22()f IU?，由特性曲线计算出22NII?时的电压变化率 （2）根据实验求出的参数，算出22NII?、2cos1?的电压变化率u?。 将两种计算结果进行比较，并分析不同性质的负载对变压器输出电压2U的影响。 十、思考题 1、激磁阻抗参数和短路阻抗参数的大小对变压器运行有何影响？ 2、在空载时，电压表对0I、0p的读数有不可忽略的影响，而在短路和负载时这种影响则可以忽略不计，为什么？ 3、变压器的电压变化率与哪些因素有关？为什么有些负载的负载电压高于空载电压；有些负载的负载电压底于空载电压？ 4、变压器的效率曲线如何变化？什么条件下变压器有最大的效率？22sincos?KXKruuu?%10020220?UUUu第29页实验四三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性 一、实验目的了解三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。 二、实验类型验证性实验（必修） 三、预习要点 1、如何利用现有设备测定三相线绕式异步电动机的机械特性。 2、测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。 3、如何根据所测出的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。 四、实验内容 1、测定三相线绕式转子异步电动机在s R=0时，电动运行状态和再生发电制动状态下的机械特性。 2、测定三相线绕转子异步电动机在s R=15时，测定电动状态与反接制动状态下的机械特性。 3、s R=15，定子绕组加直流励磁电流1I=0.6N I及2I=N I时，分别测定能耗制动状态下的机械特性。 五、实验设备及线路 1、实验设备序号型号名称数量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ23校正直流测功机1件3DJ17三相线绕式异步电动机1件4D31直流电压、毫安、安培表2件第30页5D32交流电流表1件6D33交流电压表1件7D34-3单三相智能功率、功率因数表1件8D41三相可调电阻器1件9D42三相可调电阻器1件10D44可调电阻器、电容器1件11D51波形测试及开关板1件12DJ17-1三相电阻箱 12、屏上挂件排列顺序D 33、D 32、D34- 3、D 51、D 31、D 44、D 42、D 41、D 313、RS=0时的电动及再生发电制动状态下的机械特性。 图2-4-1三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图 六、实验方法及步骤 （1）按图2-4-1接线，图中M用编号为DJ17的三相线绕式异步电动机，额定电压220V,Y接法。 MG用编号为DJ23的校正直流测功机。 S 1、S 2、S3选用D51挂箱上的对应第31页开关，并将S1合向左边1端，S2合在左边短接端（即线绕式电机转子短路），S3合在2-2位置。 1R选用D44的180阻值加上D42上四只900串联再加两只900并联共4230阻值，2R选用D44上1800阻值，sR选用DJ17-1上15阻值，3R暂不接。 直流电表2A、4A的量程为5A，3A量程为200mA，2V的量程为1000V，交流电表1V的量程为150V，1A量程为2.5A。 转速表n置正向1800r/min量程。 (2)确定S1合在左边1端，S2合在左边短接端，S3合在2位置，M的定子绕组接成星形的情况下。 把1R、2R阻值置最大位置，将控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方向旋到底，即把输出电压调到零。 (3)检查控制屏下方“直流电机电源”的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开位置。 接通三相调压“电源总开关”，按下“开”按钮，旋转调压器旋钮使三相交流电压慢慢升高，观察电机转向是否相同。 如不相同，可改变电枢电压或励磁电压极性。 若符合要求则升高到U=110V，并在以后实验中保持不变。 接通“励磁电源”，调节2R阻值，使3A表为100mA并保持不变。 （4）先启动交流机，然后启动直流机。 （5）调节“电枢电源”输出电压或1R阻值，使电动机从接近于堵转到接近于空载状态，其间测取电机MG的aU、aI、n及电动机M的交流电流表1A的1I值，共取8-9组数据录于表2-4-1中。 （6）当交流电动机接近空载而转速不能调高时，将S3合向右边2端（测功机相当于发电机）。 调节“电枢电源”电压值使其与MG电压值接近相等后，再将S3合向右边1端（测功机相当于电动机）。 保持三相交流电压为110V。 然后减小1R阻值直至短路为止，升高直流电枢电压或增大2R阻值，（减小MG的励磁电流）使交流电动机M转速超过同步转速1n而进入回馈自动状态，在1700r/min1n范围内测取电机MG的aU、aI、第32页n及交流电动机M的定子电流1I值，共取67组数据录于表2-4-2中。 表2-4-1U=110V sR=0fI=100mA Ua(V)Ia(A)n(r/min)I1(A)表2-4-2U=110V sR=0fI=100mA Ua(V)Ia(A)n(r/min)I1(A) 4、RS=15时的电动及倒拉反转性状态下的机械特性 （1）开关S2合向右端15端。 开关S3拨向2端，把MG电枢接到S3上的两个接线端对调，以便保证电机与测功机转向相反。 （2）保持电压U=110V不变，调节2R阻值，使3A表为100mA。 调节“电枢电源”的输出电压为最小位置。 在开关S3的2端检查MG电压极性须与1的“电枢电源”极性相反。 可先记录此时MG的aU、aI值，将S3合向1-1端与“电枢电源”接通。 测量此时电机MG的aU、aI、n及1A表的1I值，减小1R阻值（先调D42上四个900串联的电阻）或调高“电枢电源”输出电压使电动机M的n下降，直至n为零。 把1R的D42上四个900串联电阻调至零值位置后应用导线短接，继续减小1R阻值或调高电枢电压使电机反向运转。