电机学实验报告.docx

实验课程 电机学 学院名称 核技术与自动化工程学院 专业名称 电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师 黄洪全 实验地点 6C603 实验成绩 教务处 制2015年6 月 19 日实验一 异步电机的M-S曲线测绘一实验目的用本电机教学实验台的测功机转速闭环功能测绘各种异步电机的转矩转差曲线，并加以比较。二预习要点1复习电机M-S特性曲线。2M-S特性的测试方法。三实验项目1鼠笼式异步电机的M-S曲线测绘测。2绕线式异步电动机的M-S曲线测绘。四实验原理异步电机的机械特性的图5-6所示。在某一转差率Sm时，转矩有一最大值Tm，称为异步电机的最大转矩，Sm称为临界转差率。Tm是异步电动机可能产生的最大转矩。如果负载转矩TzTm，电动机将承担不了而停转。起动转矩Tst是异步电动机接至电源开始起动时的电磁转矩，此时S=1（n=0）。对于绕线式转子异步电动机，转子绕组串联附加电阻，便能改变Tst，从而可改变起动特性。异步电动机的机械特性可视为两部分组成，即当负载功率转矩TzTN时，机械特性近似为直线，称为机械特性的直线部分，又可称为工作部分，因电动机不论带何种负载均能稳定运行；当SSm时，机械特性为一曲线，称为机械特性的曲线部分，对恒转矩负载或恒功率负载而言，因为电动机这一特性段与这类负载转矩特性的配合，使电机不能稳定运行，而对于通风机负载，则在这一特性段上却能稳定工作。在本实验系统中，通过对电机的转速进行检测，动态调节施加于电机的转矩，产生随着电机转速的下降，转矩随之下降的负载，使电机稳定地运行了机械特性的曲线部分。通过读取不同转速下的转矩，可描绘出不同电机的M-S曲线。五实验设备1MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。2电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。3电机起动箱（MEL-09）。4三相鼠笼式异步电动机M04。5三相绕线式异步电动机M09。六实验方法1鼠笼式异步电机的M-S曲线测绘被试电机为三相鼠笼式异步电动机M04，Y接法。G为涡流测功机，与M04电机同轴安装。按图5-7接线，其中电压表采用指针式或数字式均可，量程选用300V档，电流表采用数字式，可选0.75A量程档。起动电机前，将三相调压器旋钮逆时针调到底，并将MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”选择开关扳向“转速控制”，并将“转速设定”调节旋钮顺时针调到底。实验步骤：（1）按下绿色“闭合”按钮开关，调节交流电源输出调节旋钮，使电压输出为220V，起动交流电机。观察电机的旋转方向，是之符合要求。（2）逆时针缓慢调节“转速设定”电位器经过一段时间的延时后，M04电机的负载将随之增加，其转速下降，继续调节该电位器旋钮电机由空载逐渐下降到200转/分左右（注意：转速低于200转/分时，有可能造成电机转速不稳定。）（3）在空载转速至200转/分范围内，测取8-9组数据，其中在最大转矩附近多测几点，填入表5-9。 表5-9UN=220VY接法序 号123456789转速（r/min）14311385130312291093934601404209转矩（N.m）0.190.290.400.460.490.480.410.390.41（4）当电机转速下降到200转/分时，顺时针回调“转速设定”旋钮，转速开始上升，直到升到空载转速为止，在这范围内，读出8-9组异步电机的转矩T，转速n，填入表5-10。表5-10UN=220VY接法序 号123456789转速（r/min）20840965092910991299130613991432转矩（N.m）0.400.390.410.480.490.460.400.280.202绕线式异步电动机的M-S曲线测绘被试电机采用三相绕线式异步电动机M09，Y接法。按图5-8接法，电压表和电流表的选择同前，转子调节电阻采用MEL-04中两只90电阻相并联（最大值为45）。MEL-13的开关和旋钮的设置同前，调压器退至零位。（1）绕线电机的转子调节电阻调到零（三只旋钮顺时针到底），顺时针调节调压器旋钮，使电压升至180V，电机开始起动至空载转速。逆时针调节“转速设定”旋钮，M09的负载随之增加，电机转速开始下降，继续逆时针调节该旋钮，电机转速下降至200转/分左右。在空载转速至200转/分范围时，读取8-9组绕线电机转矩T、转速n记录于表5-11。表5-11U=180VY接法RS=0序 号123456789转速（r/min）696583553542519477432351330转矩（N.m）1.161.181.181.201.221.231.241.241.25（2）绕线电机的转子调节电阻调到2（断开电源，用万用表测量，三相需对称），重复以上步骤，记录相关数据。表5-12U=180VY接法RS=2序 号123456789转速（r/min）21021534863577782395910551078转矩（N.m）1.491.481.391.361.321.301.241.121.078（3）绕线电机的转子调节电阻调到5（断开电源，用万用表测量，三相需对称），重复以上步骤，记录相关数据。表5-13U=180VY接法RS=5序 号123456789转矩（N.m）1.391.341.331.281.151.080.760.500.49转速（r/min）222339469580779980112512901350七实验分析按照转差率划分电机有三种运行状态：（1）、0ss, 电磁转矩T和n方向相反，为发电机状态。（3）、1U,为发电机运行；E=U,为理想空载状态；EU，为电动机状态。直流发电机可分为自励和他励两种。自励又可以分为串励，并励和复励。以下是实验结果分析： 他励发电机，（1）空载时：当转速等于常数，一般为额定转速，负载电流等于0,即完全开路时，电枢端电压随励磁电流变化的关系即为直流发电机的开路特性，对应的曲线称之为开路特性曲线。（2）外特性：从图表1-2知，电压随电流增加是减小的。原因只有两个，即电枢电阻的压降和电枢反应的去磁作用使得负载电流增大时，端电压有减少的趋势。这种端电压变化的多少用电压调整率来表示。 并励发电机，（1）空载：并励直流发电机的励磁绕组和电枢绕组并联，开路时电枢电流等于励磁电流，而励磁电流只占额定电流的(13)%。(2)外特性：由表1-3可知，端电压随负载电流的增大而下降，原因是a电枢电阻压降的存在； b电枢反应的去磁作用；c 励磁电流的进一步减少。 复励发电机，开路时，负载电流为零，串励绕组不起作用，故其特性和并励直流发电机一样。他的励磁绕组分为两部分，一部分是并励绕组，另一部分是串励绕组。 七思考题1. 并励发电机不能建立电压有哪些原因？答：使并励发电机建立起电压，必须满足下列三个条件：(1)有剩磁，如果剩磁消失，则须将励磁绕组接到其他直流电源上去充磁。(2)励磁电流所产生的磁场与剩余磁场方向一致。若相反，可将励磁绕组两端的接线对调一下，或将电机的旋转方向改变亦可