电机及拖动实验讲义1-4章

1、第一章 电机实验概述任何自然科学理论离不开实践，科学实验是研究自然科学的基本段之一。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， 同时学习实际知识， 提高理性认识， 逐步培养与提高分析问题和解决问题的能力。在整个实验过程中，学生必须严肃认真，集 中精力，做好实验。1-1 电机实验课的目的和进行方式一、实验目的1、培养实验研究各类电机的基本技能与实验方法。2、巩固， 加深并扩大所学的理论知识， 培养运用基本理论分析， 处理实际问题的能力。3、培养实事求是，严肃认真，细致踏实的科学作风和良好的实验习惯。二、实验课进行方式及基本要求实验以小组为单位进行， 每组由 23 人组成，推选组

2、长一人负责组织全组的实验工作。 实验课一般分课前预习，实验和分析讨论、书写实验报告三个阶段。各个阶段要求如下：1、课前预习 实验能否顺利进行，能否在实验过程中正确发挥主观能动性和收到预期的效果，很大 程度上取决于预习准备得是否充分。因此，要求在预习时仔细阅读实验指导书，复习教科 书或教学参考书中有关章节或参考有关资料，明确实验目的、任务，了解实验基本原理以 及实验线路、方法、步骤；清楚实验中要观察哪些现象，记录哪些数据和注意哪些事项。2、实验（1）教师在实验前讲授实验要求及注意事项；（ 2）熟悉被试电机的铭牌数据（如额定功率，额定电压，额定电流及额定转速等） 了解其型式及结构，然后正确选用仪表

3、量程和设备。（ 3）分工接线，互相检查，讨论更正。经自查无误并请教师复查后才能合电源开机实 验。如实验过程中改变线路，也必须经教师检查。（ 4）在实验进行中由于机组运转噪声较大，若调节参数需与其他同学配合时，均应采 用一定的手势，不要高声叫喊。例如可采用下列手势：A 、手心向上表示要求的参量需增加；B、手心向下表示要求的参量需用减少；C、手掌握拳直放不动表示稍待；D、手掌握拳不动表示已符合要求。（5）实验按预定步骤进行，注意正确的操作方法，观察分析现象，并由一人指挥分工 同时读数。实验如发现异常现象或数据有问题时，应及时切断电源停止实验，进行分析研 究，不可盲动，以免发生事故。（6）记录数据填

4、在预先画好的表格里，记录所用的仪表，机组编号，以便事后发现问 题时查核。（7）结尾工作 完成全部规定的实验项目，先对实验数据进行初步检查分析，看有无漏误，然后交指 导教师签字后方可拆线。最后将仪表开关和导线整理好，按规定位置放好，搞好清洁卫生 工作方可离开实验室。1-2 实验报告的编写实验报告是实验工作的全面总结，是培养学生分析问题和解决问题能力的重要教学 环节之一，也是培养学生严肃认真的科学作风的重要一环。要用简明的形式将实验结果完 整和真实地表达出来。通过编写实验报告，将实验过程中得到的实际知识，经过系统地总 结，分析提高到理性认识。实践表明，一份好的实验报告在以后的工作中会有一定的参考

5、价值。报告要求文理通顺，简明扼要，字迹端正，图表清晰，结论正确，分析合理，讨论 深入。一、实验报告的内容1、实验报告应包括姓名，专业班级，组别，同组同学姓名，实验日期，实验名称，实 验目的，实验内容，实验线路，注意事项，数据表格及测量结果，曲线，计算举例及分析 讨论。2、列出被试电机的铭牌数据及使用仪表，仪器型号，规格数量和编号。二、编写实验报告的要求1、各项数据如系计算所得，必须列出所用公式，并以一组数据为例进行计算，其它可 直接列入表格。2、图表，曲线均按工程要求绘制，曲线一律画在坐标纸上，比例要适当。坐标轴上应 注明物理量的符号和单位，标明比例和曲线的名称。作曲线要用曲线板绘制，力求曲线

6、光 滑，而不要画成折线。3、对实验结果进行理论分析，比较各种不同实验方法所得结果并指出其优缺点。有些 实验结果与书本上的理论分析有所出入，其原因需作必要的说明。写出实验收获和心得体 会。对被试电机的性能作出评价。4、实验报告应在实验完毕后及时编写，并在下一次实验前交。 1-3 实验中的注意事项一、人身安全实验室的电源一般有 110 伏， 220 伏和 380 伏，均非安全电压，可以使人触电致死， 同时实验中电机的转动部分，也容易引起事故。所以要求切实遵守实验室的各项安全操作 规程。以确保实验过程中的安全。实验过程中应注意以下几点：1、不擅自接通电源； 2、不触及带电部分，遵守“先接线后合电源，

7、先断电源后拆线”的操作程序。3、不得带电操作， 以防发生触电事故。 上实验课时不得赤脚或穿拖鞋， 最好穿胶底鞋。4、实验前应检查机组的防护罩是否放好，联轴器上螺栓是否已拧紧。5、实验时应注意衣角 ,围巾 ,辫子等 ,防止被电机的转动部分卷入 .停车时不要用手或脚去 制动 ,以免发生危险 .二, 线路的联接1、联线前的准备工作(1)合理选择仪表种类，量程，准确度等级。,便于调节 ,读数方便 ,安全合理。，“先主后辅” 。(2) 合理布局。合理布局的原则是：电路最简明2、正确接线。联接线路的原则是：(1)选择合理的接线步骤，一般是“先串后并”(2)接线前先开清楚电路图与实物接头的对应关系。(3)

8、养成良好的接线习惯，走线要合理，大电流回路与小电流回路要分明，接线不宜过 于集中某一点，接线松紧要适当。三、操作、观察、读数和记录注意同组人员之间分工配合，操作前做到胸中有数，目的明确。操作时要做到：手 合电源，眼观全局，先看现象，再读数据。读数前要弄清仪表量程及刻度，读数时要注意 姿势正确，要求“眼 ,针 ,影”成一线。记录要求完整清晰，力求表格化，一目了然。要合 理取有效数字 (最后一位为估计数字 ).四、爱护仪器设备仪器设备是国家财产，应当加倍爱护。这样做既保证实验正常开出，也培养爱护公共财产的好品德。在实验过程中应注意电机仪器的运行情况，如出现不正常情况应及时处理。如发生事故（如短路，

9、飞车或合上电源开关电机不转动等 ），不要惊惶失措，而应立即拉断机 组总开关，保持现场进行检查，确定事故原因后再进行实验。造成仪器设备损坏者，如实 填写事故报告单，听候处理在实验室不得脚踏电，或坐在电机上，不得用粉笔在仪表和实验台上写字，不得将导线和工具乱抛，也不要擅自取用其他实验台上的仪器设备。第二章电机实验中常用物理量的测量 2-1绝缘电阻的测定绝缘电阻的测定是电机电器绝缘检验项目之一，通过绝缘电阻的测定可以检查绝缘是 否受潮。有无局部缺陷等。为了确保电机安全运行，其绕组对机壳间及绕组相互间的绝缘 电阻必须符合一定的要求。因此在型式试验、检查试验和正常运行中，要对绝缘电阻进行 测定。一、绝缘

10、电阻的大小影响绝缘电阻大小的因素很多，如绝缘材料的质量，受潮程度及温度等等。根据国家 标准规定，电机绕组的绝缘电阻在热态时，应不低于下式确定的数值。R = 1000 40/100（兆欧式中：u 电机绕组的额定电压 （伏）；对交流发电机和PN 一电机的额定功率， 直流电机和交流电动机功率单位为千瓦; 同步补偿机单位为千伏安。由上式可知，500伏以下的低压电机电器，热态时其绝缘电阻不低于0.5兆欧。如果低于这个数值，应分析原因，采取相应措施，以便提高绝缘电阻。否则，强行投入运行， 可能会造成人身和设备事故。二、测量方法1. 绝缘电阻用兆欧表测定，所用兆欧表的规格，根据被测电机的额定电压按表 2 1

11、 选用。2 测量绝缘电阻时，如果交流电机的各相绕组或直流电机的各种绕组分别有出线端 引出，则应分别测量各绕组对机壳及各绕组相互间的绝缘电阻。若各绕组已在电机内部联 接起来，允许仅测量所有相连绕组对机壳的绝缘电阻。3. 常用的手摇兆欧表，表内有一手摇发电 机，发电机发出的电压与速度有关，因此，为了维护施加在被测设备上的电压一定，测量时应以兆欧表规定的转速均匀地摇动兆欧表，待指针稳定后方可读数。电机额定电压痞欧表规格500伏戲于丘00伏5003000 伏1000 伏3000伏以上2500 伏表2-1 2-2 绕组直流电阻的测量在电机试验中，有时需要测定绕组的直流电阻，用以校核设计值，计算效率、调整

12、率 以及确定绕组的温升等。绕组的电阻大小是随温度变化的，为此，需要测定各种绕组在实 际冷状态下的直流电阻及相应的温度，以便将该电阻换算至基准工作温度时数值。一、绕组在实际冷状态下温度的测定1用温度计测量电机绕组端部或铁芯或轴伸的表面温度，若此温度，与周围空气温度相差不大于土 3C，则上述温度计所量得的温度即为绕组在实际冷状态下的温度。2、在测量绕组直流电阻以前，如果已将电机在空气中静置下列时间：额定功率在10千瓦以下的电机不少于 8小时，100千瓦至1000千瓦的电机不少于 16小时，此时周围空 气的温度即可作为电机绕组的温度。二、测量方法1、电桥法采用电桥测量电阻，究竟选用单臂电桥还是双臂电

13、桥，取决于被测绕组电阻大小和精 度要求。测量小于1欧的电阻，必须采用双臂电桥，因为单臂电桥量得的数值中，包括了 连接线的电阻和接线成柱的接触电阻，给低电阻的测量带来较大的温差。用电桥测电阻时，应先将刻度盘旋转到电桥大致平衡的位置，然后按下电池按钮，接 通电源，待电桥中的电流达到稳定后，方可按下检流计。测量完毕后，应先断开检流计， 再断开电源，以免检流计受到冲击。电桥法测定绕组准确度及灵敏度高，并有直接读数的优点。2、电流表和电压表法用电流表和电压表测量电阻时，应采用电池或其他电压稳定的直流电源为测量用电 源。被测电阻应与变阻器和电流表串联，根据电阻大小选用如图2 1(a)、(b)所示中的一种。

14、测量时被测绕组中的电流值不应大于绕组额定电流的25%,同时应尽快同时读数， 以免因绕组发热影响测量的准确度。测量小电阻，按图21(a)接线，考虑电压表(内阻为y的分路电流，被测绕组的直流电阻为u若不考虑电压表分路电流，尸U/I，计算值比实际电阻值偏小，电阻越小，分路电流越小,误差则越小，故此种接线适用于测量小电阻。| 2-1电流我和电压黑法前直施电限测量大电阻按图2 1(b)接线，考虑电流表内阻Y上的电压降，被测绕组的直流电阻为若不考虑电流表内阻的压降，YU/I，计算值中包括有电流表内阻，故此实际值偏大，绕组电阻越大，电流表内阻越小，误差越小，故此种接线适于测量大电阻。相应于不同电流值测量三次

15、，取三次测量的平均值作为绕组直流电阻。计算绕组铜耗时，应采用相电阻的平均值， 如果三相绕组在电机内部接成Y形，则相电阻按下式确定如果三相绕组在电机内部接成 形，则相电阻按下式确定式中：Y在出线端测得三个电阻值的算术平均值。三、将实际冷状态电阻换算到基准工作温度下的电阻测得的冷态直流电阻按下式换算到基准工作温度时电阻容厂（欧）式中：0 W基准工作温度 A、E、B级绝缘为75c; F、H级绝缘为115C; 0 -绕组实际冷态温度C;Y-绕组实际冷态电阻（欧）;K-常数，铜 K = 235，铝 K = 228。 2-3温度的测量电机中绝缘材料的寿命与运行时的温度密切相关，为了保证电机安全，正常地运行

16、， 需要监视与测量电机绕组及其他各部分的温度。测量温度的方法有三种：温度计法，电阻 法和埋置检温计法。一、温度计法本方法所用的温度计是指膨胀式温度计（例如水银、酒精温度计等），半导体温度计以及非埋置的热电偶或电阻温度计。本方法简单可靠，电机中不能用电阻法测量温度的部位：如定子铁芯、轴承及冷却介质等，可用温度计来测量。测量方法：将温度计贴附在电机可接触的表面，以测出接触点表面的温度。为了减少 误片，从被测点到温度计的热传导应尽可能良好，测量点与温度计的球部应用绝缘材料覆 盖好，应当注意，在电机存在变化磁场的部位，如定于铁芯不应采用水银温度计，而应采 用酒精温度计，以免影响测量结果的准确性。、电阻

17、法温度改变，绕组的直流电阻亦会改变， 根据这个原理，利用电阻法来测量绕组的温度, 应尽可能在电机运行时测量绕组的热态电阻，在设备条件许可时可采用高压或低压带电测 温装置，利用该装置测得电机绕组冷态电阻Y及热态电阻Y。绕组对于冷却介质的平均温升，可按下列公式计算：6 = 7c(.K + 恥 + 佻一务* “式中/试验结束时绕組的热态电阻（欧” 试验开始时绕组的冷态电阻（欧” 打试验结東时冷却介质温度C ;.ft试验开始时的绕组温度K常数、对于铜K-235.对于铝K-228e如果不能采用带电测量装置，而电机各部分的温度不能在停车后1520秒钟内测出图将濫圧竝正到断电瞬问校正方法如下：在电机切断电源

18、后，立即测量距断电瞬间的时间t（秒）及相应的电阻，按一定时间间隔测取数点，取冷却曲线尸f （t）或温度曲线0 = f （t）,绘制冷却曲线，建议采用半对数坐标纸（如图22）,在横轴（等分坐标）上取时间坐标，在纵轴（半对数坐标） 上取电阻或温升坐标，将冷却曲线延长到与纵轴相交，交点的纵坐标即为断电瞬间绕组的 电阻（或温升）。如果没有半对数坐标纸则可在等分坐标纸上绘制冷却曲线。如果在停车以后，电机个别部分的温度先开始上升，然后再下降，则应取所量得温度 中的最高数值作为电机停车瞬时的温度。三、埋置检温计法在电机制造时，就将电阻温度计或热电偶埋置于电机制造完成后所不能达到的部位（如槽内导体间和铁芯内）

19、，此法用于测量绕组或铁心占最热点处的温度，也可用以监视局 部温升状况。 2-4功率的测量电功率由瓦特表进行测量，交、直流电功率的测量，一般多采用电动式瓦特表。此种 瓦特表有一个电压线圈和电流线圈，它们的同名端均标有“* ”或“士”号，电压线圈利用串联附加电阻做成多个电压量程，电流线圈也可串、并联接构成两种电流量程， 另外.瓦特表上还装有一个改变指针偏转方向的极性开关。一、正确选用瓦特表选用瓦特表时，要根据被测线路电压高低和电流大小来选择电压量程和电流量程，若被测交流线路的电压（电流）超过瓦特表的最大量程，应配用适当变比的互感器来扩大量程， 使线路中电流和电压均在瓦特表的量程范围内。同时还要考虑

20、被测电路的功率因数高低， 选用普通的瓦特表（额定功率因数 COS$n= 1，在表面上没有标出）或是低功率因数瓦特表 （如COS枫=0.2或0.1）。瓦特表的功率常数C w由下式求得：Cw= UnI nCOS g/ a（瓦 /格）式中：U N电压量程（伏）I N一电流量程（安） a q瓦特表的满刻度格数由上式可见瓦特表每格所代表的瓦特数与COSg、Un、I N有关，所以应根据负载电压、电流大小及种类，来选择量程大小；选用或COSn= 1或COS帕=0 .2的瓦特，以提高测量精度。二、正确接线1. 瓦特表的电流线圈与被测负载串联，一端接至电源，另一端接负载端。2. 瓦特表的电压线圈并接在负载两端，

21、它的同名端与电流线圈的同名端接在一起，它 的另一端接到负载的另一端。BS2-3单相瓦特壷的僅蜕方袪图23a）与b ）所示的两种接线方法都是符合以上规则的，都是正确的，按该图接线， 如果极性开关指“ + ” ，瓦特表指针作正向偏转，则功率由电源输向负载；反之，指针反 向偏转，表示功率反向输送，此时，可将极性开关按向“一”或者将电流线圈端头调换一 下，但决不能将电压线圈互换如图24所示。这里因为电压线圈的附加电阻Ru是串中在同名端，测试电压的大部分降落在该电阻上，使得电压线圈与电流线圈之间的电位差接近 测试的全电压，有可能使线圈间的绝缘被击穿，还会引起测量误差。图23a）所示联接法被广泛采用。瓦特

22、表的读数中除包括负载功率外，还有消耗在电流线圈中的功率，当负载电压高，电流较小时，这项损耗很小，可以忽略。图23b）所示联接适用于低电压大电流负载的功率测量，瓦特表的读数中除包括负载功率外，还有消耗在电压线圈及其串联电阻Ru中的功率。三、三相有功功率的测量二相功率的测量，可以米用一瓦特表法和两瓦特表法。一瓦特表法：三相对称电路只用一个单相瓦特表测量任一相的功率，三相功率等于 瓦特表读数的3倍。二瓦特表法：需用两个单相瓦特表或用一个三相瓦特表 （它相当于两个单相瓦特表的组 合），适用于三相功率任意分布电路 （除三相四线制外）。三相总功率等于两瓦特表读数的代 数和。用两瓦特表测量三相功率的接线图和

23、相应的矢量图如图2- 5a）和b ）所示。FS1 2-5三相功率衷的接线團和相应矢应图在三相电压，电流对称的情况下，两瓦特表的读数分别为Pt = t7L/Lcos(30 + 0= UlIlcq2Q p)三相功率为几十巴=l/f.Zt&os(30D + 0 cos(30D 一 护)由上式可见，两瓦特表读数的大小和正负都随被测功率的性质；3询而变。归纳起来,有如下几种情况:当尸0COSl 时 fPi =珂当尸时5 时P( = 0巳A。当 p60ccasfr0. 5 时 tgo.FQO半 p0. 5 时 f州0P20因此，用两瓦特表测三相功率时应注意下几点：1）接线要正确，两个瓦特表的同名端的接法要

24、一致，否则，将不便于正确判断读数的 正负。2）记录两瓦特表的读数时，必须同时记清楚瓦特表读数的+、-极性，取其代数和为 三相功率。四、三相无功的测量三相对称电路可以利用瓦特表测量无功功率，方法有两种。1、一瓦特表法：在三相对称电路中，可用一个单相瓦特表按图2 - 6接成来测量三相无功功率。由图 2 5b ）上的矢量图可见I b和U cb间的相位差为9 0購因此瓦特表 的读数为：P = 1/0厶00負9()flOR 2-（ 一瓦将壺泗一相无功功率的接线国在三相对称电路中，三相无功功率为因此.将图26中瓦特表的读数乘以-，即得到三相无功功率Q。2. 两瓦特表法：在对称三相电路中，根据三相有功功率的

25、两瓦特表的读数，可按下 式求得三相无功率：Q= /TCPa-Pi)=/TULIL Ceos (30p - cos ( 30fr -)第三章直流电动机实验实验一直流电动机认识实验实验目的1. 了解电机实验室电源状况及分布，主要设备的使用方法并学习实验守则和安全操作 规程。2. 了解电机实验的目的及进行方式。3学习直流电动机的基本接线方法和实际操作方法。实验设备1. DJT-II型系列电机实验台，其结构及操作方法见附录1。 电源 DY01,DY02,DY03.模块 DM08QM09.2. SDF-1型电动发电机组一组3. DB-1型直流启动变阻器一台；4. 滑线变阻器1A , 240欧，2只；三预

26、习要点：1直流电动机启动时为什要用启动器。2直流电动机启动时励磁回路电阻应调到什位置？为什么？四实验原理：1直流电机的构造：直流电机是由不动部分和转动部分组成，不动部分叫定子，如图1 (a)所示,它包含机壳和磁极。磁极由机心和极掌组成。励磁绕组套在极心上，极掌用于挡住 励磁绕组并使气隙的磁阻减，小极掌的弧线有一定的形状，以改善气隙磁通密度的 分布。图1转动部分叫电枢，如图 1( B)所示，它由电枢铁心，电枢绕组和换向器组成， 电枢铁心是一个圆柱体，它由外圆周上冲有槽孔的硅钢片叠压成，所以它的外圆边 上有均匀的轴向线槽。线槽中放置电枢绕组。换向器是直流电机的特征，由楔形铜 片组成，铜片与铜片之间

27、用云母片绝缘。换响器固定在电枢铁心的转轴上，与轴绝 缘，换响器外面与用弹簧压着的电刷接触，电刷安置在电刷架上，电刷架固定在端 盖上。电枢绕组通过换响器、电刷与电路连接。2.直流电机按励磁方式的类直流电机按励磁方式可分为四类：(1) 他励。励磁绕组由其它直流电源供电，如(图2 (A)所示。(2) 并励。励磁绕组与电枢绕组并联，如(图2 (B)所示。(3) 串励。励磁绕组与电枢绕组串联，如(图 2( C)所示，励磁电流等于电枢电流。(4) 复励。励磁绕组分为两组，一组与电枢绕组并联，一组与电枢绕组串联如(图2 (D)所示。(A)他励(B)并励(C)串励(D)复励图23. 并励直流电动机(1)并励直

28、流电动机的基本公式(1)图3是并励直动机的电路图，它含有两支路：一条是电枢电路；另一条是励磁电 路。总电流Ia和励磁电流If之和。即I=Ia + If并励直流电动机的励磁电流通常仅为额定电流的(15) %图3当电枢绕组电流Ia通过时，它受到磁极磁场作用而产生电磁转矩，其大小与每极 磁通和电枢电流Ia的乘积成正比，即M=C m Ia(2)式中Cm是与电机结构有关的常数。当电枢转动后，电枢绕组的每条有效边不断切割磁通而产生感应电动势。整个绕组产生的总电动势Ea /与磁通 和转速n的乘积成正比，即Ea =Ce n(3)式中Ce是与电动机有关的常数，作为电动机运行时电枢绕组的感应电动势Ea的方向总是与

29、电枢电流IA的方向相反，故称为反电动势。在图3的电枢电路中，各电路变量的参考方向符合电动机惯例，故有U= Ea / + IaRa(4)式中Ra为电枢绕组的电组。上式可改写为Ia = (U Ea ) / Ra(5)由式(3)及(4)可得电动机的转速为n = Ea/ (C e ) = ( U Ia Ra ) / (C e )(6)( 2)并励直流电动机的启动把式( 3)代入式( 5)得IA = ( U Ce n) / RA(7)上式表明IA随转速升高而减小，当启动时， n=0,这时的电流称启动电流，用 Is表示。由于 RA 很小，故启动电流很大。例如一台 75 千瓦的电机额定电压为 220伏，Ra

30、 =0o2Q ,额定电枢电流 In=40A，但启动电流 IS =U / RA =220/0.2=1100A , 比 In 大 20 多倍。这样大电流有损害电源和电机的危险， 因此直流电动机一般不允 许直接启动，如果启动时在电枢回路中接入一个可变的启动电阻Rs=4Q，则启动电流降为IS=U/( Ra+Rs)=220/ ( 0.2+4)=52.4A实际上，启动电流一般为额定电流的 100-150%o 这样即保证了有足够的起动转 矩。又可避免出现过大的起动电流。当电机起动后，转速逐渐升高，反电动势不断增大。电枢电流也随之减小，这时可逐步减少启动电阻值，最后全部撤走，电机投入正常运行。应当特别注意：电

31、动机在启动和运转中。励次电路一定要接通。否则将引起电枢电流过大或“飞车”而损坏电机。五 实验内容1 学习电机实验的一般知识及实验室守则。2 结合实物认识直流电动机铭牌及绕组出线标记。3 根据铭牌数据正确选择仪表量程及有关辅助设备。 4通过直流电动机的典型线路的连接，学习正确的接线方法，5 学习直流电动机的起动。六实验说明。实验线路如图 4说明：图中 ZD 表示 SDF1 中的直流电动机， TF 为 SDF1 中的同步发电机，负 载是ZFX R负载箱，也可用灯箱负载；模块 DM09是直流电流表015A ;同步发电机 和负载 ZFXR 是作为直流电动机的负载， 当用同步发电机输出电流增大时， 电动

32、机的负 载随之增大。1 仪表，导线及辅助设备的选择与使用 正确地选择和使用仪表设备对于实验的顺利进行，实验结果的准确程度都具有重 要意乂。下面介绍仪表，导线，及辅助设备的选择：1) 仪表选择：一般教学实验用仪表精度适当即可，精度不必太高。一般为，1.0级左右。仪表的量程要稍大于被测量的最大值，但又不宜太大。读数最好在仪表量程的2/3左右。若被测量变化范围很大，也应使读数在1/44/4之间。例如：SDF-1 型直流电动机 2.2KV ; 220V ; 12.4A ; 1500 转/分。Un=220v,选用模块DM07 , 0-300V的直流电压表，Un, In, Ifn分别表示额定值时电压，电枢

33、电流和 励磁电流。In=12.4A,考虑负载由小到大的变化范围为(0.21.2 In)=2。4814。88A。可选用模块DM09直流电流表0-15A。通常n=( 2-3)% In，可选模块DM08直流电 流表0-1A，选滑线变阻器(1A , 240欧)为Rfd。DY03(11)DB-1F1F2 DM081=1KDY03:l=l*If (13)注：DY03( 11)“直流电机电枢 电压”输岀端。上正、下负。DY03( 13) “同步发电机励 磁电压”输岀端。上正、下负。2) 仪表设备的正确使用：a. 使用仪表前须将指针调到 0点位置，看清楚标尺的位置，确定比例常数。b. 仪表接入的相互位置应考虑

34、到测量的误差问题。例如，用伏安法测量电阻时应 注意按被测电阻大小来确定电流表和电压表的前后位置。5所示，直流c. 使用电流表，电压表，交直流两用表，伏特表，万用表及其它多量程的仪表时, 应注意转换开关的位置或改接量程。每次测量之前均应检查一下，在有冲击电流时，电流表必须接分路开关，分路开关的接法如图电流表应注意正负极性。(a)正确接法r*Or X(b)错误接法图5e.电压表应并联在电源开关的电源端，而电源开关上保险丝则应接在负载端，如图6所示，这样在未加负载前可以量出电压值，知道是否符合要求，而当切除负载时也不致在电压表上产生瞬间过压 开关的保险丝接在负载端，以便在拉开开关 后即可更换，而不必

35、切断总电源。f.使用滑线变阻器时，应特别注意切勿超过其允许通过的电流值。否则会烧坏，当 使用几个不同截流能力的电阻器串联时，应注意调节的先后顺序。如果要减小电 阻增大电流，则应先调阻值较大而载流能力较小的滑线变阴器。调完后才允许调载流能力较大的。因为在调节过程中，电流不断增大，所以先将载流能力小的电 阻切除，反之，当增加电阻减小电流时，应先将载流较大的而电阻较小的电阻器 加入电路。3) 导线选择 根据电流的大小选择导线的粗细，具体数据可参考电工手册，一般实验室中导线有 两类，粗的载面大， 用于主回路， 如电枢回路， 细的截面小， 负荷一般不超过 35A ， 用于辅助电路， 如电机的励磁电路及电

36、压表， 频率表等接线 .为使主辅线路醒目， 粗 细线不要乱用。4) 熔断丝选择 根据被试电机负载电流的大小。选择适当的熔断丝(保险丝)，通常按( 1.21.5)IN 选用熔断丝。5) 负载选择 实验时机组负载可采用 ZFX-R 型交直流负载箱，有些实验室用灯柜或电阻作电机 负载，用灯泡作负载时要注意电压值的配合，不要超过灯泡电压值，否则，灯泡寿 命大大缩短甚至烧毁。应逐步调节，不要产生冲击。2 直流电动机的启动 起动前应将：1) 起动电阻调到最大，以限制启动电流；2) 电动机磁场电阻调到最小，以产生较大磁通和启动转短，3) 发电机不励磁按图 4 接好线后，做到上述三点要求，经教师检查无误，然后

37、接通电源，启动 电机后，将启动电阻逐级切除。 注意 :每次停机或断开电源后，都要将启动电阻、磁场 电阻退都上述启动前应有的位置，以便下次启动。七 实验报告要求 ：1) 根据实验室的实际情况画出同步发电机和并励电动机的具体实验线路图。2) 电机实验应注意什麽？ 本次实验的心得体会及对实验的体会。实验二 直流发电机实验、实验目的1掌握直流发电机的实验研究方法；2研究直流发电机自励发电时的自励条件；3用实验方法测取直流发电机的主要运行特性。二、预习要点1拟定实验线路，详细的操作步骤及应该记录的数据。2操作直流电动机，应注意哪些事项 ?为什么 ?若励磁回路串联的电阻值为最大位置， 可能产生什么后果 ?

38、3如果并励发电机的电压建立不起来，可能有哪些原因?应采取什么措施 ?4增加发电机负载， 电动机转速是否会变化 ?为什么 ?应采取什么样措施随时保 n=nFN 不变 ?5：如何决定积复励发电机串励绕阻的正确接法 ?你能提出几种判断方法 ?三、实验内容和实验设备(一)本次实验主要内容1研究并励发电机的自励条件并测取并励发电机的外特性； 2他励发电机额定运行点的调节和带负载的操作方法； 3测取他励发电机的空载特性，外特性和调节特性； 4将发电机作复励联接，确定所接发电机为积复励还是差复励发电机，并测取积复 励发电机的外特性。(二)主要仪器设备1、djt- n实验台；电源 DT01 、 DY02 、

39、DY03 。模块 DM08 、 DM09 。2、SDF 一 4 型电动发电机组一组；3、ZFXR 型负载箱一台；4、滑线变阻器， lA ， 240fl ， 2 只。四、实验说明1 并励直流发电机电压的建立： 把发电机接成并励发电机，起动异步电动机，使发电机转速为额定值nfN( 1 450 转 )。( 1 )测量发电机电枢两端有无剩磁电压；(2) 在并励发电机的励磁回路中串入一定大小的电阻(模块 DMl9) ，合上开关观察发电机端电压是升高还是降低，如果发电机端电压减少，则极性接错，此时应改变励磁绕阻与 电枢绕组并联的极性。(3) 改变励磁回路中串联电阻的大小，观察对发电机建立电压的影响。如果串

40、联电阻 太大，使发电机励磁回路电阻超过临界电阻值。则发电机电压就建立不起来。2，并励发电机的外特性有关SDF 4型机组的数据见附录 2的内容。保持发电机转速n=nFN,合上供电闸刀，调节负载使发电机输出电流为额定值In，端电压为额电压 Un，保持此时励磁回路的电阻值不变，逐步减少负载电流直至为零， 测取U=f (I)的函数关系，取 6 7点记人表2 1。 表 2-1 n=n fn=常数Rf=RfN =常数I （安）U （伏）3.他励直流发电机的外特性n=nFN常数，Rf=RfN =常数下，U=f (I)曲线。将发电机的励磁绕组B2和电阻Rf串联后接直流电源。保持发电机转速为额定转速，接通负载，

41、 逐步增大负载电流，同时调节发电机励磁电流，使发电机输出电流为额定值In，端电压为额定值 Un，保持此时励磁电流 IfN不变(满足U=U n, n=nfN, I=I n所对应的励磁电 流叫额定励磁电流)。减少发电机的负载电流直到零，在电流升高和电流下降情况下， 测取6 7点，记入表22。表 2-2 n=nfn=常数lf=lfN =常数I （安）U （伏）4、他励直流发电机的调节特性保持转速为额定转速，改变直流发电机负载的同时，调节发电机的励磁电流，保持发 电机的端电压为 Un不变。当电枢电流从零增加到In，测取6 一？个点记入表2 3。表2-3 n=n fn=常数 U=Un=常数I （安）If

42、 （安）5.测取他励发电机的空载特性n=nFN=常数、I=0时，U。= f (If)曲线按拟定的线路接线，起动机组，调节异步电动 机的转速，使之等于被试直流发电机的额定转速nfN ,并保持不变。先将发电机的磁场电阻T调到最大，接通电源然后逐渐增加发电励磁电流，使Uo = (1.1 1.2)Un记录Uo及If然后逐渐减小If记录U0和If填人表2 一 4 .测取8 一 11点。其中在电枢电压为额定值左 右多测几点(必须包括额定点)，最后断开励磁回路开关，记录If= 0时的Uo。表 2-4 n=转/分If0=安 Un=伏U0伏If安If+ If 安实验时，If只能单方向调节，否则因磁滞回线影响，使

43、空载曲线不平滑。为了保证发 电机能做出实验所要求的完整空载曲线，在进行空载实验时建议将发电机励磁绕组按图 2 4接线。图34 If见附注6 积复励发电机确定直流发电机复励形式。 起动直流电动机，使发电机端电压和电枢电流为某一数值。 用一导线将串励绕组(Cl，C2)短接，由电压变化情况来判断接成积复励。测取积复励发电机的外特性，实验方法和记录数据与并励实验相同。五、实验报告1 画出他励直流发电机的空载特性曲线。2. 在同一坐标纸上绘出他励、并励、复励发电机外特性曲线，求出他励、并励发电 机电压变化率。3 实验结果分析讨论及心得体会。附 注、额定电压时电机磁路饱和系数的求法和临界电阻的计算。原实验

44、数据曲线是 U。= f (If),有剩磁电压 0E。若把曲线(见图3 5)沿直线部份延, 一般 K长交横轴于0点，可得空载特性曲线U/o= f (If)。由此可得电机饱和系数“ =1.1- 1.35。其临界电阻%bd- = tga = v、电压变化率的计算:u.第四章变压器实验实验一单相变压器一、实验目的通过空载、短路及负载实验，确定单相变压器的参数及运行特性。二、预习要点：1在空载与短路试验中，各种仪表怎样联接，才能使测量误差最小？2,如何用试验方法测定变压器的铁耗及铜耗？3 变压器空载及短路试验时应注意哪些问题？一般电源应接在哪一方比较合适三、实验内容和实验设备（一）本次实验主要内容1.测

45、变比么空载试验测取空載持性fp0=/（t/0） 3昭=/几丈短路试验测取短路特性也负载试验1）纯电阻负载在y=口卅心现=1的条件匚测取u严y2）感性负载在S =（/】小3愛=0, 8的条件下，测取t73 = /（7s）a（二）主要仪器设备1. DJT II实验台；电源 DY01、DY02 ;模块 DM03、DM05 , DM21 ;伸相）；2低功率因数瓦特表，低量程交流电流表、电压表；功率因数表3. JB l教学变压器，其参数见附录。四、实验说明（一）测变比如图4 1所示，电源经凋压器 BT接至低压线圈，高压线圈开路，闭合电源开关 K，将低压线圈外施电压调至 50%额定电压左右，测量低压线圈电

46、压 Uax。及高压线 圈电压Uax对应不同输人电压，共取读数三组，记录于表4 1中。图1-1辆变比成脸接戟團表4-1序号Uax （伏）Uax （伏）K（二）空载试验变压器的铁耗与电源的频率及波形有关，试验电源的频率应接近被试变压器的额定频率（允许偏差不超过土 1 %）,其波形应属实际正弦波。试验线如图42所示，一般是在变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。中小型电力变压器空载电流 I。 416% In，依此选择电流表与瓦特表的电流量 程。变压器空载运行时功率因数甚低，一般在0.2以下，应选用低功率因数瓦特表测量功率，以减少功率测量误差。变压器接通电源前（开关K合闸前），调压器BT应调在输出电压最

47、小位置，以避免电 流表和瓦特表被合闸瞬间冲击电流所损坏。合开关K后，调节电压至1.2Un,然后逐次降压，每次测量空载电压 U。、电流Io及损耗Po。，在1. 2 一 0. 5Un范围内，共取读数 6 7组（包括Uo= Un。点，在该点附近测点应较密 ），记录于表4 2中。（三）短路试验 变压器短路试验时,般高压线圈接电源,低压线圈则直接短路（或接一电流表短路）,表45序号实验数培计算数据安几瓦）I;COSo如图4 3所示。短接导线要接牢，其截面积应较大。中小型电力变压器短路电压数值约为38%Un ,为避免过大的短路电流，接通电源前，必须将调压器至输出电压为零的位嚣，然后闭合开关K，逐渐增加电压

48、使短路电流升至1.11In。在1.10.5人范围内，测量短路功率Pk、短路电压Uk及短路电流Ik，共取读数45组（包括lk=lN）,记录于表43中。本试验应尽快进行，否则线圈发热，线圈电阻增大。测量变压器的周围环境度温度，把它作为试验时线圈的实际温度畀C。表 43 （?序号(ft)Pi（四）负载试验K2接如图4 4所示，变压器原方线圈经调压器，开关K1接电源，副方线圈经开关负载，负载有可变电阻Rl和电抗器XL。IS +-4负載试麒搔鹽團1 纯电阻负载试验变压器副方经开关 K2接可变电阻（灯箱或变阻器），先将负载电阻值调至最大，然后 闭合开关K1，调节外施电压使 Ul Uz闭合开关K2后，保持U

49、i = Sn，不变，逐次减 少负载电阻，增加负载电流，在输出电流从零（12 = 0, U2=U20）至额定值范围内，测量输出电流I2和电压U2，共取读数56组（包括l2=lN点），记录于表4 一 4中。表 44= 1 t/j伏序号心（安5（伏）2.电感性负载（cos$= 0.8）上面纯电阻负载试验线路中，增加一个电抗器 Xl,与负载电阻并联（或串联）组成变压器的感性负载。为监示负载功率因数，需在变压器输出端接功率因数表，变压器接通负载 前把负载电阻 Rl及电抗器Xl调至最大值，闭合开关 K1、K2后，调节变压器外施电压 Ui=Uin，保持Ui=Uin, cos A 0.8不变，逐次减少负载电阻

50、和电抗，增加负载电流，在负载 由零至额定值范围内，测量输出电流12和电压U2共取读数56组，记录于表45中。表 45 cosp= 0* 8 U=Ut/j伏序号（安S（伏五、实验报告（一 ）j计算变比根据测变比试验所得三组数据，分别计算变比K，取其平均值作为被试变压器的变比（三）根据空载试验数据作空载特性曲线和计算激磁参数。廿算兌耳严誇？作空载特性曲线 5 =/K,co=/Lro）#2. 计算激磁参数从空载特性上查得空载电压为额定电压（Uo=Un）时的I*及Po,用以计算激磁参数。空载电流很小，空载时铜耗可忽略，认为空载试验所测功率即为变压器的铁耗，因而激 磁电阻再忽略原方线圈的漏阻抗 则因空载

51、试验在副方进行，折合到原方：g =心% =玄云g =心（三）根据短路试验作短路特性曲线和计算短路参数1. 作短路特性曲线1/产/（/*）!?*=/*）及 cos（p = f（IJ尸式中8&桃立Uk和短路损耗Pk，计算试2. 计算短路参数从短路特性曲线上查得短路电流等于额定电流的短路电压验温度0 0C下的短路参数。计算基准工作温度F的超路参数心处和计算短路电压（阻抗电压）百分数100養址虹X 100%U卅P0 =细尸*冇1Q （瓦）式中：PkN额定电流时的短路损耗；Uk 阻抗电压百分数，中小型电力变压器为3 8 %;大型电力变压器8G15%。四）根据空载和短路试验测定的参数，画出被试变压器的简化

52、等值电路图。（五）根据负载试验数据，计算电压变化率。1作纯电阻负载的外特性曲线根据表44的数据，绘出外特性曲U2=f （I2）。2作电感性负载的外特性曲线根据表45的数据，绘出外特性曲线 U2=f （12）。3. 按下式分别计算两种特性 （cos$= 1、0.8）负载下被试变压器的电压变化率：= 0（綸诙魁 + 虹sin僅）式中3一负载系数卩4加士综也X1QCI滋将上面计算结果与由外特性曲线所得的进行比较，分析负载性质对变压器输出电压的影响。（六）确定变压器的效率1. 用间接法计算功率因数 cos$= 0.8时不同负载下变压器的效率。pp*耳=打他 =戸几+护* 10%式中 P2= 3 PnCOS$2（千瓦）；Pn 变压器的额定容量仟伏安）；Po额定电压下的空载损耗。取3 =0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 1.2，算出各点效率，计算数值记录于表4 6中，并作效率曲线。表4序才珂（千瓦护千瓦）7%计算被试变压器最大效率时的负载系数实验二三相变压器一、实验目的通过空载、短路及负载试验，确定三相变压器参数及运行特性。、预习要点1.如何用两瓦特表法