律迪迪电机拖动实验报告.doc

自动化专业综合设计报告 自动化专业综合设计报告设计题目： 直流发电机（他励、并励、复励） 三相异步电动机的启动与调速 所在实验室： 电机拖动实验室 指导教师： 张雅静 学生姓名 律迪迪 班级 文自0921 学号 200990519114 成绩评定： 实验一：直流发电机（他励、并励、复励）一、 设计目的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。2、认识在直流发电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法3、掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。二、设计要求设计原理接线图，正确接线；按照实验项目，设计实验步骤，说明实验原理；设计实验表格，通过实验获得合格的实验数据，并能够分析和处理数据。三、实验项目1、他励发电机（1）空载特性；保持n=nN，使I=0，测取U0=f(If)。实验接线图如下：（2）实验步骤（1）空载特性a打开发电机负载开关S2，合上励磁电源开关S1，调节电动机磁场调节电阻Rf1至最小，接通直流电机励磁电源，调节Rf2，使直流发电机励磁电压最小，mA2读数最小。此时，注意选择各仪表的量程。b调节电动机电枢调节电阻R1至最大，起动可调直流稳压电源（先合上对应的船形开关，再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮，表明直流电压已正常建立），使电机旋转。c从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则电机转向应符合正向旋转的要求。d调节电动机电枢电阻R1至最小值，可调直流稳压电源调至220V，再调节电动机磁场电阻Rf1，使电动机（发电机）转速达到1600r/min（额定值），并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。e调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达U0=1.2UN（240V）为止。记录此时U0和If2。f在保持电机额定转速（1600r/min）条件下，从UO=1.2UN开始，单方向调节分压器电阻Rf2，使发电机励磁电流逐次减小，直至If2=o。在此范围内测取发电机的空载电压UO和励磁电流If2，取7-8组数据，填入表1-1中，其中UO=UN和If2=0两点必测，并在UO=UN附近测点应较密。表1-1 n=nN=1600r/minUO（V）224226228230232234236238If2（mA）90.693.197.599102.1106.3108.7111.4（2）外特性a在空载实验后，把发电机负载电阻R2调到最大值（把MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载开关S2。b同时调节电动机磁场调节电阻Rf1，发电机磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机的n=nN,U=UN（200V），I=IN（0.5A），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定励磁电流If2N= 103.5 m A.c在保持n=nN和If2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载电阻，即减少发电机负载电流，在额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，直到空载（断开开关S2），共取6-7组数据，填入表1-2中。其中额定和空载两点必测。表1-2 n=nN=1600r/min If2=If2NU（V）201206211213217218I（A）0.1880.1590.1340.1190.1040.093（3）调整特性a断开发电机负载开关S2，调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达额定值（UN=200V）b在保持发电机n=nN条件下，合上负载开关S2，调节负载电阻R2，逐次增加发电机输出电流I，同时相应调节发电机励磁电流If2，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流I和励磁电流If2，共取5-6组数据填入表1-3中。表1-3 n=nN=1600r/min,U=UN=200VI（A）0.2380.2390.2400.2410.2420.2430.244If2（A）98.199.9101.0102.1103.2104.0105.8【实验注意事项】1起动直流电动机时，先把R1调到最大，Rf2 调到最小，起动完毕后，再把R1调到最小。2做外特性时，当电流超过0.4安时，R2中串联的电阻必须调至零，以免损坏2.并励发电机外特性a把发电机负载电阻R2调到最大值（把MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载开关S2。b同时调节电动机磁场调节电阻Rf1，发电机磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机的n=nN,保持 Rf2为常数，调节负载R2测取U=f（I）。并记录数据。U（V）147150153156159162165168I（A）0.2780.2650.2570.2450.2330.2230.2130.2003.复励发电机外特性a把发电机负载电阻R2调到最大值（把MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载开关S2。b同时调节电动机磁场调节电阻Rf1，发电机磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机的n=nN,保持 Rf2为常数，调节负载R2测取U=f（I）。并记录数据U（V）162164166168170172174176I（A）0.2440.2380.2320.2230.2180.2120.2050.201实验四：三相异步电动机的启动与调速一、 设计目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。二、 设计要求设计三相异步电动机的起动与调速实验电路；选择各仪表的量程；设计实验步骤；实验测试；设计表格，记录实验数据三、实验项目1、三相笼型异步电动机直接起动实验。按线路图1-1接线，电机绕组为接法。图1-1异步电动机直接启动仪表的选择：交流电压表为数字式，交流电流表则为数字式。a把三相交流电源调节旋钮逆时针调到底，合上绿色“闭合”按钮。调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转。（电机起动后，观察MEL-13中的转速表，如出现电机转向不符合要求，则须切断电源，调整次序，再重新起动电机。）b断开三相交流电源，待电动机完全停止旋转后，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值。注：按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值计量。电流表受起动电流冲击，电流表显示的最大值虽不能完全代表起动电流的读数，但用它可和下面几种起动方法的起动电流作定性的比较。c断开三相交流电源，将调压器退到零位。d合上三相交流电源，调节调压器，观察电流表，使电机电流达23倍额定电流，读取电压值UK、电流值IK、转矩值TK，填入表中，注意实验时，通电时间不应超过10秒，以免绕组过热。 2星形三角形（Y-）起动按线路图1-2接线，电压表、电流表的选择同前，开关S选用MEL-05。a起动前，把三相调压器退到零位，三刀双掷开关合向右边（Y）接法。合上电源开关，逐渐调节调压器，使输出电压升高至电机额定电压UN=220V，断开电源开关，待电机停转。b待电机完全停转后，合上电源开关，观察起动瞬间的电流，然后把S合向左边（接法），电机进入正常运行，整个起动过程结束，观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定性比较。图1-2三相异步电动机星形三角形起动3自耦变压器起动自耦变压器起动法就是电动机起动时，电源通过自耦变压器降压后接到电动机上，待转速上升至接近额定转速时，将自耦变压器从电源切除，而使电动机直接接到电网上转化为正常运行的一种起动方法。图所示为自耦变压器起动的自动控制主回路。控制过程如下：合上空气开关Q接通三相电源。按启动按钮后KM1线圈通电吸合并自锁，其主触头闭合，将自耦变压器线圈接成星形，与此同时由于KM1辅助常开触点闭合，使得接触器KM2线圈通电吸合，KM2的主触头闭合由自耦变压器的低压抽头(例如65)将三相电压的65接入电动。当时间继电器KT延时完毕闭合后，KM1线圈断电，使自耦变压器线圈封星端打开；同时KM2线圈断电，切断自耦变压器电源，使KM3线圈得电吸合，KM3主触头接通电动机在全压下运行。自耦变压器一般有65和80额定电压的两组抽头。若自耦变压器的变比为k，与直接起动相比，采用自耦变压器起动时，其一次侧起动线电流和起动转矩都降低到直接起动的lk2。自耦变压器起动法不受电动机绕组接线方式(丫接法或接法)的限制，允许的起动电流和所需起动转矩可通过改变抽头进行选择，但设备费用较高。图2-5 异步电动机的自耦变压器起动法自耦变压器起动适用于容量较大的低压电动机作减压起动用，应用非常广泛，有手动及自动控制线路。其优点是电压抽头可供不同负载起动时选择；缺点是质量大、体积大、价格高、维护检修费用高。4绕线式异步电动机转绕组串入可变电阻器起动。图1-3绕线式异步电动机转绕组串入可变电阻器起动按线路如图1-3接线，电机定子绕组Y形接法。转子串入的电阻由刷形开关来调节，调节电阻采用MEL-09的绕线电机起动电阻（分0，2，5，15，五档），MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”开关扳向“转速控制”，“转速设定”电位器旋钮顺时针调节到底。a起动电源前，把调压器退至零位，起动电阻调节为零。b合上交流电源，调节交流电源使电机起动。注意电机转向是否符合要求。c在定子电压为180伏时，逆时针调节“转速设定”电位器到底，绕线式电机转动缓慢（只有几十转），读取此时的转矩值Ist和Ist。d用刷形开关切换起动电阻，分别读出起动电阻为2、5、15的起动转矩Tst和起动电流Ist 。5绕线式异步电动机绕组串入可变电阻器调速。实验线路同前。MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针到底，“转速设定”电位器顺时针到底。MEL-09“绕线电机起动电阻”调节到零。a合上电源开关，调节调压器输出电压至UN=220伏，使电机空载起动。b调节“转矩设定”电位器调节旋钮，使电动机输出功率接近额定功率并保持输出转矩T2不变，改变转子附加电阻，分别测出对应的转速。四、感受直流发电机和三相异步电动机是非常复杂的课题，经过一个星期的学习与实验，使我在整个电机设计过程中，学到了不少东西，更深一步掌握了电机电路设计的原理，深入了解了我们专业的基础课程。本次的实验目的是通过解决比较简单的实际问题，巩固和加深在电机拖动课程中所学的理论知识和实验技能。训练学生综合运用学过的电机及拖动基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，科学实验，分析结果等工作。使学生初步掌握电机与电力拖动基础课程设计的一般步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。加强了理论知识与实践统一的能力，加强了自己动