电机及拖动实验指导书.doc

电机及拖动基础实验指导书目 录概 述2实验一 变压器实验6（一）单相变压器的特性6（二）学习校核变压器联接组号的方法10实验二 三相异步电动机实验14实验三 异步电动机拖动实验18实验四 直流电动机实验21实验五 直流电动机拖动实验25附录一 LDSP转矩转速测试仪使用说明29附录二 MDB630/120多功能表使用说明32附录三 实验电源使用说明35附录四 实验负荷箱使用说明38附录五 直流电机使用说明书40附录六 三相交流同步发电机使用维护说明42附录七 三相异步电动机使用说明4448北方工业大学自动化系概 述一、HDDJ-型电机教学实验台简介HDDJ-型电机教学实验台是用于学习研究电机理论的重要实践环节，其目的在于通过实验验证和研究电机理论，使学生掌握电机实验的基本方法和基本技能，培养学生严肃认真和实事求是的科学作风。电机实验课是电机学课程的重要组成部分，电机实验台是完成电机实验课的重要工具。通过电机实验指导书中阐述的实验方法可掌握电机实验的一些基本内容，再结合电机学中阐述的电机理论和知识来分析、研究实验中的各种问题，得出必要的结论，从而达到培养学生在电机这门学科中具备分析问题和解决问题的初步能力。电机实验指导书中阐述的电机实验方法与工厂、科研单位所采用的方法基本是一致的，但又具有教学上的要求和特点。HDDJ-型电机教学实验台可以开展与电机学课程有关的实验，可进行异步电动机、同步电动机、直流电动机的启动、调速、带负荷实验；直流发电机实验；三相同步发电机调压、并网、解列及有功、无功负荷实验。可以做电动机和发电机的特性实验以及组式变压器的接法和特性实验等。实验者通过电机组合和实验台接插线方式变化，就可以方便地进行上述实验。电机教学实验台可供高等学校电机、工业自动化、发电及其他电类专业学生作电机实验教学内容，也可以供从事电机实验工作的人员和工程技术人员进行电机相关类的实验活动，还可以作为以电机为控制目标的科研工作提供相关的研究平台。二、HDDJ-II型电机教学实验台基本组成操作台实验负荷箱组合电机台调压器图1 HDDJ-型电机教学实验台HDDJ-型电机教学实验台由以下几个基本单元组成：1操作台：包含实验操作所需要的控制开关、可调节电源、测量仪表、变压器、操作接口等设备，提供实验操作平台。2组合电机台：底座上安装三台电机，分别是： 2.2KW三相鼠笼异步电动机； 2.2KW直流电机； 2.5KVA三相交流同步电机。将各种电机分别组合，可以完成不同的实验内容。底座上有丝杠导轨，摇动手柄可移动直流机。3实验负荷箱：由7组，每组3个100W灯泡组成发电机的负荷，每组灯泡由开关控制，可通过开关分、合闸调节负荷大小。更换不同瓦数的灯泡可改变负荷箱的功率。4调压器：15KVA调压器提供电机和变压器实验的电源。5附件：全套实验导线；导线架； 电阻盒（300欧姆/400W）； 3A交流电流表。实验台的操作面板附后，标明了各相关器件及接口的位置。三、注意事项及实验要求1考虑到在进行发电机输出过载20%实验，以及异步电动机堵转实验时电流特别大，同时要留有一定的安全余度，要求HDDJ-型电机教学实验台的输入电源的电流不低于15A。2总电源输入应有隔离开关，为三相四线，有明显的相位标记，并配有安全地线。3注意：实验台内部有漏电保护开关。实验前，先合上漏电保护开关后，才能操作面板上的总电源开关和操作电源开关，然后进行实验。实验结束，应将所有电源开关断开。4实验前学生必须熟悉与本次实验内容相关的所有仪器设备的操作使用方法，并写出相关的预习报告。5实验接线前，针对具体的实验内容了解熟悉实验操作台的结构特点和测量仪表及设备的分布配置情况。6结合实验说明书中给出的实验原理接线图进行电机实验的线路连接，在没有通电的状态下结合电机实验指导书中阐述的实验方法和步骤了解操作过程及需要注意的问题。7由实验指导老师检查线路并同意后才能合上实验电源进行电机实验。8实验过程中需要改动接线时必须先将电机停止，并断开所有电源后才能够进行线路的变动改接。9实验过程中必须监视相关的测量仪表，并注意听取电机旋转时的噪音变化，一旦发现有异常情况应迅速切断总电源，分析产生异常现象的原因。若实验人员无法自行解决就要报告指导老师，由老师来处理。10实验完成后应清理实验操作台，将所有工具放置整洁。四、电机实验安全规则为了保证试验者的生命安全、试验设备不受损坏，每一个要进行试验的人员都必须事先学习本规则，并在工作过程中严格遵守：1试验时必须严肃认真，振作精神，不得开玩笑。进行试验时，与试验无关的人员不得进入实验室。2在下列情况下，不得进行试验：（1）神经不正常、酒后、精神萎缩、情绪恍惚者。（2）对将要使用的设备性能与安全技术尚未掌握者。3电源及线路周围必须保持整洁、干燥。实验场地留有安全空间。4电机运转前须用手盘车，若电机卡死请不要试验。电机运转过程中，若出现异常，立即按“急停”按钮切除电机电源。电机运转时，不要将长发或衣袖靠近电机，以免发生意外。5使用调压器试验时，合闸前请先将调压器恢复到初始位置。6试验中发生异常现象，应立即停止试验，切断电源，检查线路，找出原因，妥善处理后，再继续进行试验。7试验结束后，将所有电源全部切断，包括电源箱的电源开关。并将调压器处于初始状态。8当不幸发生人身事故时，必须立即断开全部电源，一方面用人工呼吸的方法进行急救，一方面派人请医生。人工呼吸要持续到受电者恢复知觉为止，不得中途停止。附：符号说明G由于直流机在实验中既可以用做直流电动机，又可以用做直流发电机；同步机在实验中既可以用做电动机或同步电动机，又可以用做同步发电机，本实验指导书实验接线原理图中用M表示作为电动机使用；用G表示作为发电机使用。交流一般为三相，符号省略。 表示直流发电机M 表示直流电动机G 表示交流发电机M 表示交流电动机实验一 变压器实验（一）单相变压器的特性一、实验目的通过变压器的空载实验和短路实验，确定变压器的参数、运行特性和技术性能。二、实验内容1空载实验（1）测取空载特性I0、P0、cosj0=f(U0)（2）测定变比2测取短路特性：UK=f(IK)，PK=f(IK)三、实验说明1实验之前请仔细阅读附录中交流功率表（ZDL-565）的使用说明。V4A4WK2合分a xA X调压器a b c n图1-1 单相变压器空载实验接线原理图2实验所用单相变压器的额定数据为：SN=1KVA，U1N/U2N=380/127V。3调压器的n端和电网的n端短接。1) 单相变压器空载实验（1） 测空载特性图1-1为单相变压器空载实验原理图，高压侧线圈开路，低压侧线圈经调压器接电源。本实验采用交流功率表测量电路中的电压、电流和功率。接线时，功率表A相电流测量线圈串接在主回路中，功率表Ua接到三相调压器输出端a端上，功率表Ub、Uc和Un短接后接到三相调压器输出端n端上。实验步骤： 请参照图1-1正确接线 合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，逐渐升高调压器的输出电压，使U0（低压侧空载电压）由0.7U2N（U2N=127V）变到1.1U2N，分数次（至少7次）读取空载电压U0，空载电流I0及空载损耗P0，在额定电压附近多做几点，测量数据记入表1-1。* 注意实验时空载电压只能单方向调节。 实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。（2）测定变比变压器副线圈开路，原线圈（此时一般用低压线圈作为原线圈）接至电源，经调压器调到额定电压，用电压表测出原、副边的端电压，从而可确定变比。2) 单相变压器短路实验A4WK2合分A Xa x调压器V4图1-2 单相变压器短路实验接线原理图a b c n实验接线原理如图1-2所示，低压线圈短路，高压线圈经调压器接至电源。交流功率表接线与空载实验类似，只是将功率表Ua的接线从调压器a端改接到变压器A端即可。实验步骤： 请参照实验接线图1-2正确接线 合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，调节电压，使短路电流由1.2I1N（I1N=2.63A）变到0.5I1N，分数次（至少5次）读取短路电压UK，短路电流IK，短路损耗PK，及功率因数cos，测量数据记入表1-2中。 实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。* 实验时，为减少因线圈发热引起线圈电阻值的变化而产生误差，短路实验应尽快进行，记下室温q 。表1-1 序号U0(V)I0(A)P0(W)cos1234567表1-2 室温q=序号UK(V)IK(A)PK(W)cos12345四、思考题1在空载实验及短路实验的接线原理图中，为什么将电压表、电流表及功率表的前后位置作这样的布置，试说明其原因。在空载和短路实验中选择仪表量程时应注意什么问题。2为什么空载实验要用低功率因数瓦特表？3为什么做空载实验时电压常常加在低压边？而短路实验时电压加在高压边？五、实验报告要求1作出单相变压器空载特性曲线。I0、P0、cosj0=f(U0)，曲线中各量最好用标么值（以下同）。2作出单相变压器线圈温度为室温q时的短路特性曲线。3计算线圈温度为75时的参数。根据短路试验数据，计算线圈温度为q时的参数（对应IK=IN，在短路特性曲线上取UK、PK）。 （2-1） （2-2） （2-3）将参数值折算到75： （2-4） （2-5）对铝线线圈，（2-4）式中的铜线线圈对应常数235应换成228。相应有 （2-6） （2-7） （2-8） （2-9） （2-10）4根据短路数据，算出额定负载（满载）及cosj2=1时的电压变比率DU%。（选做） （2-11）5根据空载数据及对应75时的PK，算出cosj2=1时的变压器效率曲线。（选做） (2-12)取=0.2，0.4，0.8，1.0，1.2，算出各效率，作出效率曲线。6计算额定电压对应的励磁参数（有关数据从空载特性上取得）（二）学习校核变压器联接组号的方法一、实验内容1校核单相变压器线圈的极性2将三相变压器联成Y/Y-12（Y，yo）、Y/Y-6（Y，y6）、Y/D-11（Y，d11），分别用实验方法校核其联接组号是否正确。二、实验说明1单相变压器线圈的极性，就是要确定其同名端（同极性端）。检验的方法：合分A Xa x调压器V4图1-3交流电压表法校极性性a b c n如图1-3所示，以较低交流电压加在变压器的高压线圈A、X上，并将端点X、x联接起来。用电压表测量出UAX、Uax及UAa的大小，若UAa=UAX-Uax，则为减极性（I/I-12），表明A,a是同名端。2 三相变压器联接组号的校核：待校核的三种联接组号的线圈联接图及相量图如图1-4。实验时将高、低压线圈的A、a两端点相联，相当于将高、低压线圈电压相量的A、a两点重合。电压UCc及UBb的大小，决定于高、低压线圈各电压相量的相对位置（各线圈电压大小一定时），联接组号不同，各电压相量的相对位置则不同，从而可根据UCc及UBb之值确定其联接组号，由相量图所示相互关系，可得下列计算公式：Y/Y-12（Y，yo）Y/Y-6（Y，y6）Y/D-11（Y，d11）图1-4 测定三相变压器连接组号的接线图（交流电压表法）其中，此处的K不是变比，而是高、低压线圈对应线电压之比。显然，线圈接法不同，其K值是不同的。校核联接组号时，先在高压线圈加一定大小的交流电压，测出UAB和Uab，算出K值，再计算UBb和UCc，与测量值相比较，如相等，即证明线圈联接正确。为核实判断的正确与否，还可再将UCb和UBc的计算值与测量值比较。测量和计算所得数据，记入表1-3。表1-3序号联接组UABUabKUBbUCcUCbUBc计算值测量值计算值测量值计算值测量值计算值测量值三、思考题1用交流电压表法测定单相变压器线圈的极性时，如何判断是加极性或减极性？为什么？2如果已将一台三相变压器联接Y/D-5，怎样校核其联组号？3如何将一台端头标记不明的变压器联成所需的组号？四、实验报告要求列出用交流电压表法校核变压器联接组号的计算值与测量值的比较表。实验二 三相异步电动机实验一、实验目的学习异步电动机参数测定方法。二、实验内容1做空载实验，测取空载特性I0、P0=f(U0)；2做短路实验，测量取短路特性IK、PK=f(UK)；三、实验线路 图2-1 异步电动机实验线路原理四、实验说明实验之前先仔细阅读附录中直流电源，转矩/转速测量表和三相多功能表（特别注意三相多功能表的3相3线制和3相4线制接法和设置的不同）的有关内容。1 空载实验实验步骤：（1） 请参照实验图2-1正确接线。（2）盘车检查，确认电机没有卡住或异常响声。（3）合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。（4）调压器输出电压置零，按下实验台调压器合闸按钮以接通调压器，并升高其输出电压，直至380V（如果调压器有输出电压而电机不转或电流过大，如大于5A，则应立即将调压器回零检查），注意电动机的转向应与标定方向一致。（5）使U1从1.2U1N（U1N=380V）逐步下降至100V左右，中间测取57点，读取I0、U0、P0记录于表2-1中。注意：实验过程中电压U1应单方向调节。实验后，把调压器电压调到零，断开电源停机。表2-1U0I0P02 短路试验试验前，将异步电动机的转子堵住，检查调压器输出电压为零，合上调压器开关，逐步升高电压U1，使I12I1N（10A），然后减小电流I1（减小调压器输出电压），中间测取45点，读取UK、IK、PK记、录于表2-2中。注意：由于电机不旋转，过电流造成发热量大，该实验应该尽快进行。表2-2UKIKPK* 注意记下异步电动机的定子相电阻及室温q。五、实验报告要求1计算、分析空载实验数据，作出特性曲线，并从特性曲线上求出U1=UN时的I0、P0、PFe及Pmec。（1）各量的计算Y接法。D接法。式中R0为空载后立即测得的定子绕组相电阻，I0为空载时线电流。Pmec1.00.50U1*2PFeP0图4-2 分离铁耗与机械损耗（2）在U1=UN时，I0、P0、PFe的确定由实验求得的数据，在坐标纸上逐点描绘出I0、P0=f(U1)及)曲线上将PFe和Pmec分开，如图4-2所示。在各曲线中，对应于U1=UN的I0、P0、PFe为被试电动机在额定电压时空载电流、空载损耗和铁耗，对应于U1=0的损耗为机械损耗。2计算、分析短路实验数据，作短路特性3利用空载、短路实验数据，计算参数，绘出异步电动机简化“”形等效电路，并标上各参数的值。六、预习要求及思考题1什么是异步电动机的空载运行状态？在空载实验时转子绕组应该开路还短路？什么是异步电动机的短路状态？短路实验时为什么要将转子堵住？2为什么做空载试验时，当电压降得太低，而使转速发生明显下降时所测得的数据没意义？3若实验时电源的频率低于额定频率的允许偏差（即低于额定频率1%），这将对电机的空载电流、空载损耗有何影响？实验三 异步电动机拖动实验 一、 实验目的学习异步电动机运行特性的测定方法。二、 实验内容做负载实验求取工作特性P1、I1、S、h、T2、cosj1=f(p2)。合 分a b c合 分+ -直流机励磁电源220V/2AA2V2A4MWWA1G实验负荷箱直流接触器V4V1调压器图3-1 异步电动机拖动实验线路原理图三、实验线路四、实验说明 测取工作特性实验步骤：（1）请参照实验图3-1正确接线。（2）盘车检查，确认电机没有卡住或异常响声。（3）合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。（4）调压器输出电压置零，按下实验台调压器合闸按钮以接通调压器，并升高其输出电压，直至380V（如果调压器有输出电压而电机不转或电流过大，如大于5A，则应立即将调压器回零检查），注意电动机的转向应与标定方向一致。（5）按下实验台上负载合闸按钮，投入负荷箱上一组负载，按下直流电机励磁电源（220V/2A）合闸按钮，合直流机励磁电源箱（220V/2A）电源的开关，此处直流电动机作直流发电机使用。调节直流发电机励磁电压，使其机端电压上升，从而使直流发电机输出功率增加，同时逐步增大负载，感应电动机的定子电流I1上升。在保证U1=U1N=380V不变的情况下，使I1从I1=I1N（I1N=5A）下降到1/2I1N，其间测取57点，读取感应电动机的P1，I1，T2，n记录于表3-1中。表3-1P1I1T2NP2cosj1hS五、实验报告要求做出工作特性I1、P1、cosj、T2、S、h=f(P2)。转差率：功率因素：效率：P1、P2已测知。六、预习要求及思考题复习电机学有关内容，明确实验步骤及注意事项。实验四 直流电动机实验一、实验目的1熟悉他励直流电动机的启动、调速和改变转向的方法。2学习测取他励直流电动机调速特性的方法。二、实验内容1他励直流电动机的启动、调速和改变转向的方法。2测取他励直流电动机调速特性。3他励直流电动机的能耗制动实验。三、实验线路直流机电枢电源220V/20A+ -合 分V1LDSPA1MV2A2+ -合 分直流机励磁电源220V/2A图4-1 他励直流电动机实验线路原理图 说明：1为了测量直流电机的转矩和转速大小，转矩/转速测量仪表LDSP的Ia+、Ia-必须串接到直流电机的电枢回路，Ua+、Ua-要并接到直流电机的电枢绕组两端，并且测量仪表的接线正负极性要与使用说明书中的规定一致。2接线时注意选择合适量程的仪表。四、实验说明在通电实验之前，请仔细阅读附录中有关直流电源和转矩/转速表LDSP的使用说明。1他励直流电动机的启动和改变转向实验步骤：（1）请参照实验线路图4-1正确接线。（2）检查实验台左侧的三个电源箱的开关应在断开位置。（3）合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。（4）按下实验台直流机励磁电源（220V/2A）合闸按钮，合上直流机励磁电源箱（220V/2A）的电源开关，点击“增”按钮将直流电动机的励磁电压调到额定值220V；（5）按下实验台直流机电枢电源（220V/20A）合闸按钮，合上直流机电枢电源箱（220V/20A）的电源开关，点击“增”按钮将电枢电源电压从零逐渐升高，观察“LDSP转矩/转速表”上的直流电机转速显示值逐渐上升至空载额定转速（约1500r/min），注意电机转向应与标定转向相同。如果希望改变他励直流电动机的转向，只须改变电动机的电磁转矩方向，同学们自拟改变转向的方法。2测取他励直流电动机调速特性直流电动机可以通过改变串入电枢回路电阻、改变电动机电枢两端所加电压的大小以及改变磁通的强弱等方法来调速。本实验只采用后两种调速方法。（1）改变电动机电枢两端所加电压Ua调速启动直流电机，在保持直流电机励磁电流If = IfN的情况下，调节直流机的电枢电压，测取n = f(Ua)曲线，测量数据记录于表4-1中。（2）改变磁通调速启动直流电机，在维持直流电机电枢电压Ua =180200V的情况下，调节直流电动机的励磁电流If，测取n=f(If）曲线，测量数据记录于表4-2中。在弱磁调速时应缓慢调节电动机的励磁电流，因为If的很小变化将引起n很大变化。稍不注意，可能使转速过高，转速不宜超过1.2nN，即1800r/min。由于电磁惯性和机械惯性，每次调速要达到新的稳定值后才能读数。表4-1 If=IfN= 表4-2 Ua=180200V序号Uan序号Ifn11223344553能耗制动实验图4-2 他励直流电动机能耗制动原理图接线图合 分+ -直流机电枢电源220V/20AA1A2V1MV2合 分+ -直流机励磁电源220V/2A实验负荷箱直流接触器实验接线图见图4-2，直流电机电枢绕组通过直流接触器与负载并联。实验步骤：（1）启动直流电机到空载额定，按下实验台直流机电枢电源（220V/20A）分闸开关，切断直流机电枢电源；（2）切断直流机电枢电源的同时，迅速合上直流接触器，记录该时刻至电机停止所需的时间。（3）比较在不同的负载大小下所记录时间的长短。注意：重复该实验时应先将直流机电枢电源箱（220V/20A）的电源开关断开（朝下拨），再按下电枢电源合闸按钮，然后重新开启电源箱上的电源开关。五、实验报告1绘制他励直流电动机的调速特性，即n=f(Ua)，n=f(If)。2分析实验现象，写出心得体会和收获。六、预习和思考题1他励直流电动机在运行时，励磁回路突然断线或者当启动时把磁场回路电源电压调至0，电机将会产生什么现象？为什么？2如何改变电动机的转速和转向？实验五 直流电动机拖动实验一、实验目的1他励直流电动机额定工作点的求取和测取他励直流电动机的工作特性n=f(P2)、T=f(P2)、h=f(P2)，机械特性n=f(T)。二、实验内容1用实验方法测取他励直流电动机的工作特性和机械特性。合 分+ -直流机电枢电源220V/20A合 分+ -同步机励磁电源40V/4AA1A3A2A4V1MLDSPV3V2合 分+ -直流机励磁电源220V/2AG实验负荷箱交流接触器WW图5-1 他励直流电动机实验线路原理图 三、实验线路 说明：1为了测量直流电机的转矩和转速大小，转矩/转速测量仪表LDSP的Ia+、Ia-必须串接到直流电机的电枢回路，Ua+、Ua-要并接到直流电机的电枢绕组两端，并且测量仪表的接线正负极性要与使用说明书中的规定一致。2接线时注意选择合适量程的仪表。四、实验说明在通电实验之前，请仔细阅读附录中有关直流电源和转矩/转速表LDSP的使用说明。1额定工作点求取和测取他励电动机工作特性、机械特性实验步骤：（1）实验接线参考图5-1，启动直流电动机步骤参考实验四。（2）按下实验台同步机励磁电源（40V/4A）合闸按钮，合上发电机励磁电源箱（40V/4A）的电源开关，点击“增”按钮将同步发电机端电压逐渐升高，因为发电机以灯泡作负载，实验时其线电压不要超过额定电压380V。 （3）合上实验台交流接触器，依次将实验负荷箱上KM1KM7按钮按下；注意每投入一组负载，需要同时调节直流电动机的电枢电压或励磁电流以便保持电动机转速为额定转速。同样，由于负荷的变化，同步发电机机端电压也会发生变化，需要随时调节同步发电机励磁电流，以保证机端电压不变。直流电动机的负载为同步发电机，改变同步发电机的输出功率，即改变电动机的负载，电动机负载变化影响转速变化，因此需要相互配合反复调节才能找到额定工作点。（注意：当转速与额定转速相差较大时调节电枢电压，当转速与额定转速相差较小时调节励磁电流。每次操作后应观察转速表上的转速稳定后再进行下一次操作，并且调节量与点击“增” 、“减”按钮的时间长短有关）（4）通过逐步增加负载并根据多功能表的有功功率显示值调节电动机达到额定工作状态：Ua（电枢电压）=UN，n=nN，Ia（电枢电流）=IN（UN=220V，IN=12.5A，nN=1500r/min），此时的If就是直流电机额定励磁电流IfN，记录此额定数据于表2-1中。直流电动机额定工作点找到以后，在保持Ua=UN，If =IfN不变的前提下，减少电动机负载电流(他励直流电动机的负载为同步发电机，故可以通过减小负荷箱的负荷和调节同步发电机的励磁电流来实现)，直到空载，中间测取57点，记录直流电动机的Ia、n、T2于表5-1中。表5-1 U=UN= If=IfN=序号IanT2(M2)P1P2h1234567其中P1=UN I （P0的单位为kw） T=T2T0 h=P2/P1100%卸负载停机应采用如下步骤：（1）先降低同步发电机的励磁电流，即减小直流电动机的负载；（2）逐渐减少负载的同时降低直流电动机转速（采用增大电动机的励磁电流或减小电枢两端所加电压的方法）；（3）切除所有负载后，将同步发电机的励磁电源电压降到零，断开发电机励磁电源箱的电源开关，按下实验台同步机励磁电源分闸按钮；（4）将直流电动机的电枢电压降到零，断开直流机电枢电源箱的电源开关，按下实验台直流机电枢电源分闸按钮；（5）将直流电动机的励磁电流降到零，断开直流机励磁电源箱的电源开关，按下实验台直流机励磁电源分闸按钮。五、实验报告1绘制他励直流电动机的工作特性和机械特性。六、预习和思考题1如何调电动机的额定工作点及额定励磁电流？2他励直流电动机负载变化时，其电枢电流和转速怎样变化？附录一 LDSP转矩转速测试仪使用说明一、转矩转速测试仪前面板及接线图1两行数码管用于显示电机相关参数，右侧为四个测试状态指示灯，下面五个按键用于参数及相关状态调节。2当用于测量直流电机的转矩和转速时，图中Ua+Ub-与直流电机电枢并联，用于测量直流电机电枢电压；Ia+Ib-与直流电机电枢串联，用于测量直流电机电枢电流(注意方向)。当用于测量异步电机的转矩和转速时，可以不用接线。二、转矩转速测试仪基本功能1转矩转速测试仪所能测试的参量：（1）直流电机输出转矩 (单位：N.m)、直流电机转速(单位：r.min-1)。（2）直流电机电枢电压 (单位：V)、直流电机电枢电流(单位：A)。（3）异步电机输出转矩(单位：N.m)、异步电机转速(单位：r.min-1)。（4）异步电机功率(单位：W)、异步电机定子电流(单位：A)。2转矩转速测试仪为二行数码管，分别用来显示以上的四组数据，当显示值超过四位数时，数码管会显示溢出错误“E.000”。3为确保实验台安全，所有电机的转速都被限制运行在1800转/分以下，转矩转速测试仪具有超速保护功能，当电机转速超过1800转/分时，表明电机过速，保护继电器动作，切断电机实验台电源，要继续实验，必须重新合闸开机。4所能显示的转速最大值为3000转/分，如果显示的转速值为3000转/分，则表示实际转速已超出此范围，此时一般为误测，保护继电器不动作，请检查电机转轴上的红外测速板是否安装正确，或者由于振动等原因使红外测速板移位而导致干扰出现。5测试仪所测数据的显示更新时间约为0.5 秒。6测试仪内有EEPROM存储芯片，具有数据存储功能，可以保存电机的相关参数和当前的测试状态。三、直流电机、异步电机相关参数设置1通过面板上MODE键(菜单)、SET键(设置)、键(上)、键(下) 四个键完成相关参数的设置。2仪器测试状态的切换：通过手按面板上的键、键（按键时，所按时间需持续0.5秒以上）即可在四种测试状态中转换，测试仪会保存当前的测试状态，下次启动时会自动进入当前状态。3电机相关参数的设置：（1）MODE键进入参数设置菜单选项（按键时，所按时间需持续0.5秒以上），进入菜单操作以后，在各个选项之间切换时，按键的时间不需要持续0.5秒以上，对应的参数分别为： L1-*直流电机电枢电阻，默认值为1.6 (单位：)。 L2-*直流电机铁耗、机械损耗和附加损耗，默认值为207 (单位：W)。 H1-*异步电机定子电阻，默认值为2.81 (或3.3)(单位：)。异步电机有两种类型，一种是威海的(常温下电阻为2.3，折算到工作状态下为2.81)，一种是东灜的(常温下电阻为2.7，折算到工作状态下为3.3)。 H2-*异步电机铁耗，默认值为137 (单位：W)。 H3-*异步电机机械损耗和附加损耗，默认值为67 (单位：W)。注：直流电机电枢电阻L1、异步电机定子电阻H1的输入范围为1-5，直流电机铁耗、机械损耗和附加损耗L2，异步电机铁耗H2，异步电机机械损耗和附加损耗H3输入范围为30-300W，否则会强制改为默认值。（2）通过键、键进行电机相关参数的加减，当修改参数为直流电机电枢电阻、异步电机定子电阻时，每次增减的步长为0.01；当修改参数为直流电机铁耗、机械损耗和附加损耗、异步电机铁耗、机械损耗和附加损耗时，每次增减的步长为1。（3）按下SET键保存相关的参数，显示P-*，表示要输入密码，可通过键、键进行修改，密码设置正确后，再次按下SET键即完成了相关参数的修改。四、通信相关参数设置1与转矩转速测试仪接口的多功能测试仪采用武汉华大MDB630/120型三相智能表；2华大MDB630/120型三相智能表的通信规约设置：a. 通讯波特率为9600。b. 采用MODBUS(RTU)规约。五、显示数据本仪器可根据电机的电压电流等相关参量测出直流电机，异步电机的转矩和转速。显示参数（显示内容）可通过面板上的键、键来切换（按切换键时，手按的时间需持续0.5秒以上），当前的测试状态由面板上的指示灯指示，测试结果由两行数码显示。仪器测试状态及内容如下：当指示灯亮时显示内容：*直流电机转矩(T/N.m)*直流电机转速(n/r.min-1)当指示灯亮时显示内容：*直流电机电枢电压(U/V)*直流电机电枢电流(I/A)当指示灯亮时显示内容：*异步电机转矩(T/N.m)*异步电机转速(n/r.min-1)当指示灯亮时显示内容：*异步电机功率(P/W)*异步电机电流(I/A)附：测试仪背面接线图：说明：1L、N为测试仪供电端(220V交流)；2VCC为红外测速模块供电端(+5V)，GND为地，HSI0为红外脉冲输入接口；3RS485-a(TX+)、RS485-b(TX-)为RS485接口；4UL+、UL-为直流电机电枢绕组电压接入端，IL+、IL-为直流电机电枢绕组电流接入端；5OUT1、OUT2、COM为继电器输出接口，OUT1-COM为常闭节点，OUT2-COM为常开节点。附录二 MDB630/120多功能表使用说明一、全屏显示及按键定义 第一行显示第二行显示第三行显示第四行显示通讯显示K1 K2 K3 K4 K5量纲显示Hz Har Cos KVarHWVarVAKWHKVAJA JVESCENTERU I PQS.E f.pf SET HarRXDTXDMDB630/120电流告警继电器电压告警继电器MC鄂制01000399MC二、仪表通电显示全部LED，同时蜂鸣且继电器闭合，检查接入是否成功。 2秒后停止蜂鸣，继电器断开并出现默认界面：（仪表默认1，2，3行分别表示为A相，B相，C相）。第1行显示Ua（三相四线）或 线电压Uab（三相三线）第2行显示Ub（三相四线）或 线电压Ubc（三相三线）第3行显示Uc（三相四线）或 线电压Uca（三相三线）第4行前四位显示频率f，后三位显示合相功率因数Pf三、操作按键 K1（U）：循环显示相电压或线电压，量纲V。当三相四线接入，相电压为实际值，线电压为计算值（二者互为3），反之亦然。复合键K5+K1(同时按下K5 K1键，下同)：电压相序检测开关（按下为开，释放为关），如相序错误或接线制式与设置不符（如三相四线接入，设置为三相三线；反之亦然），电压显示闪烁并蜂鸣；如相序正确，第4行闪烁显示“123”字符。注意：如为三相三线制接法，则需将表的B相和N相短接。 K2（I）：显示电流，量纲A。 复合键K5+K2：电流相序检测开关（按下为开，释放为关），如相序错误，电流显示闪烁并蜂鸣；如相序正确，第4行闪烁显示“123”字符。注：当电流互感器进出线接法错误，也被判定电流相序不正确。 K3（PQS.E;Har）：第4行依次循环显示：合相有功功率P，量纲W （+，-）合相无功功率Q，量纲Var（+，-）合相视在功率S，量纲VA。合相有功电度Ep，量纲KWH 合相无功电度Eq，量纲KvarH复合键K5+K3：依次循环显示ABC各相P,Q,S（三相四线）。复合键K3+K1或K3+K2：谐波检测开关（按下为开，释放为关）。显示ABC各相谐波电压或电流（须延时2-5秒），谐波提示Har亮。 K4（f.Pf）：第4行前四位显示頻率，后三位显示合相功率因数，量纲Hz，COS。三相四线接入：复合键K5+K4，显示ABC各相功率因数。三相三线接入：复合键K5+K4无效。 K5(SET)：依次巡环显示设置内容。电压设置内容如： 第1行显示过压告警值NNNN 第2行显示接线制式33/4第3行显示欠压告警值NNNN 第4行显示PT变比值NNN电流设置内容如： 第1行显示过流告警值NNNN第2行显示5第3行显示CT变比值NNNN 第4行显示仪表通信地址NNN四、设置长按复合键K3+K4+K5，当第4行闪烁显示“”，表示密码输入无误后，进入设置状态。此状态下按键操作定义： K1（）：数字循环移位(当前位闪烁)K2（）：0-9数字循环K3（ESC）：不保留当前值退出K4（ENTER）：保留当前值退出 电压设置界面： 第1行显示过压告警值NNNN供修改(出厂默认：270V)第2行显示接线方式33/4供修改（出厂默认三相四线）第3行显示欠压告警值NNNN供修改(出厂默认：150V)第4行显示PT变比值NNN供修改(出厂默认：001；表示一次值0500V可直接输入)注：1当PT变比不是001；仪表电压单位为KV。PT变比值一次值/100，如一次值6KV的PT =6K/100=60； 10KV的PT=10K/100=100等；2在此状态下，按复合键 K5+K1为EpEq电度清零。仪表在第2行显示E000。注意：清零后数据不可恢复。电流设置界面： 第1行显示过流告警值NNNN供修改(出厂默认：500A)第2行显示5 第3行显示CT变比值NNNN供修改（出厂默认：100，表示500 A：5 A）第4行显示通信地址NNN供修改(出厂默认：001)注：1CT变比值=一次值/5，如一次值500A的CT =500/5=100；1500的CT=1500/5=300等；2在此状态下，按复合键 K5+K1为修改密码(出厂默认：000)。仪表在第2行显示P000供修改。若忘记密码，可将仪表断电，重新通电的同时，长按K5键，密码将恢复出厂默认：000五、告警当某相电压或电流高于设置值，即发生吿警事件。若是电压吿警，仪表将自动切换到电压显示界面。电流吿警亦然。同时量纲闪烁并蜂鸣，继电器闭合(选配) 且动作指示灯JA或JV亮；任意键关闭蜂鸣，但其他吿警状态保持直至吿警事件撤除。注：当接线制式为三相四线，电压告警只对相电压值判断；当接线制式为三相三线，电压告警只对线电压值判断。六、EpEq电度清零详见如上“4.设置：电压设置界面”部份。附录三 实验电源使用说明电机试验台提供3种实验电源，其中40V直流稳压电源提供同步发电机励磁电源，他是由脉宽调制形成的可调直流稳压电源。250V/2A可控硅整流电源用做直流电动机的励磁电源，250V/20A可控硅整流电源用做直流电动机的电枢电源。三种电源的原理各有不同，但面板及操作基本相同。一、操作面板电流表电压表电源开自动手动_直流稳压电源增 减 保护 解除保护 零输出 暂停自动电压调节 表计直流电压表、直流电流表：指示输出的直流电压和电流值。 “电源”指示灯当电源开关拨上，该指示灯延时1秒后亮，表示操作电源正常，否则不正常，将电源开关拨下，断电检查。 “保护”指示灯当输出电压超过设计允许，或电流超过设计允许时，“保护”指示灯会亮，同时切断输出功率电源并闭锁，不允许继续工作。即使按“保护解除”按钮，也无法解除保护。确认过压、过流故障排除以及“零输出”按钮复归后（注意：“零输出”按钮是带锁的，再按一下，可弹起（释放）复归），再按“解除保护”按钮，才能解除保护，重新开始操作。初始设定为：同步发电机励磁电源在45V或4.3A以上时自动保护。直流电机电枢电源在250V或18A以上时自动保护。直流电机励磁电源在250V或1.3A以上时自动保护，并切断直流电机电枢电源。 操作开关及按钮电源开关：拨上接通电源，拨下断开电源。熔丝：3A玻璃管保险丝，操作电源保险。自动/手动选择开关：当开关拨上时选择自动方式，利用“增”、“减”按钮调节输出电压大小，并自动将输出电压稳定在该刻度附近，稳压范围（失灵