电机与拖动实验指导

1、实验1电机基础实验一、实验目的1、学习电机实验的某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、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，为什么在电枢冋路屮需要串接起动变阻器？不串接会产生什么 严重后果？3、直流电动机起动吋，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 冋路断开造成失磁时，会产生什么严垂后果？4、直流电动机调速及改变转向的方法。三、实验项目1、了解dq01电源控制屏屮的电枢电源、励磁电源、

2、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和直流发电机的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。四、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1dq03-1导轨、光码盘测速数字系统及数显转 速表1台2dq19校正直流测功机1台3dq09巴流并励电动机1台4dq22巴流数字电压、毫安、安培表2件5dq27相可调电阻器1件6dq29可调电阻器、电容器1件7dq31波形测试及开关板1件8dq26三相可调电阻器1件2、控制屏上挂件排列顺序dq22、 dq27、 dq26、 dq31、 dq22、 dq29五

3、、实验说明及操作步骤1、rfl实验指导人员介绍tkdq-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基木要求，安全操作和注意事项。2、用伏安法测电枢的直流电阻:xi220v i 电枢电源!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dq29上1800 q和180 q串联共1980 q阻值并调至最大。 a表选用dq22直流、毫安、安培表，量程选用5a档。开关s选用dq31挂箱。（2）经检查无谋后接通电枢电源，并调至220v。调节r使电枢电流达到0.2a （如果电 流太人，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 触电阻产生较人的

4、谋差），辿速测取电机电枢两端电压u和电流io将电机分别旋转三分z 一和三分z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. 1a,用同样方法测取六组数据列于表2-1中。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值表2-1傀*心彳+心）室温£序号u (v)1 (a)r （平均）（q）ra ( q )raref ( q )1rail 二ralrai 2-rai 3-2ra21ra2-ra22=ra23=3ra31=ra3=ra32=ra33=表屮:r&1 = § （心11 + «12 + r“13）r<i2 二

5、67; （r<i21 + rq22 + 心23 ）巴3 = §（心31 + 心 32 + 心33 ）（4）计算基准工作温度时的电枢电阻rh实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为索温。按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值:235 +爲235 + 0式中ra：-ef 换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（q ）。ra电枢绕组的实际冷态电阻。（q）。0心基准工作温度，对于e级绝缘为75 °c。化一一实际冷态时电枢绕组的温度。（°c）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

6、器 根据实验要求來选用，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仏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a】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，电枢回 路r】可选用dq29挂件的1. 3a的90 q与90 q串联电阻，磁场回路rf】可选用dq29挂

7、件的0. 41a 的900 q与900 q串联电阻。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dq09,其额定功率pn=185w,额定电压uf220v, 额定电流i尸12a,额铁速wl600r/min,额定励磁电流lnvo. 16a。校正直流测功机mg作为测功 机使用，tg为光码盘。直流电流表选用dq22o rfi用dq29的1800 q阻值作为直流他励电动 机励磁回路串接的电阻。rf2选用dq27的1800q阻值的变阻器。作为mg励磁回路串接的电 阻。r选用dq29的180q阻值作为直流他励电动机的起动电阻，r?选用dq26的90q电阻6 只串联和dq27的900q与

8、900q并联电阻相串联作为mg的负载电阻。接好线后，检査m、 mg及tg之间是否用联轴器直接联接好。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，电动机励磁冋 路接线是否牢靠。然后，将电动机电枢串联起动电阻乩、测功机mg的负载电阻心、及mg 的磁场冋路电阻rd调到阻值最大位置，m的磁场调节电阻ri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。励磁电源+o 220vr图2-2直流他励电动机接线图（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,调节心2使*

9、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。（3）m起动后观察转速表指针偏转方向，应为正向偏转，若不正确，可拨动转速表上 正、反向开关來纠止。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。减小起动电阻乩阻值，直至短接。（4）合上校正直流测功机mg的负载开关s,调节r?阻值，使mg的负载电流if改变， 即直流电动机m的输出转矩心改变（按不同的if值，查对应于if2=100ma时的校正illi线 t2二f（if）,可得到m不同的输出转矩t2值。（5）调节他励电动机的转速分别改变串入电动机m电枢冋路的调节电阻r】和励磁冋路的调节电阻阳,

10、观察转速变化情 况。（）改变电动机的转向将电枢串联起动变阻器乩的阻值调冋到最大值，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及转速表 指针偏转的方向。六、注意事项1、点流他励电动机起动时，须将励磁冋路串联的电阻ri调至最小，先接通励磁电源, 使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻ri调至最人，然片方可接通电枢电源。使电 动机正常起动。起动后，将起动电阻r调至零，使电机正常工作。2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时

11、必须将电 枢串联的起动电阻rr调冋到最大值，励磁冋路串联的电阻rd调冋到最小值。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,以便从校正曲线中査出电动机的输出转矩。七、实验报告1、画出也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r】和 磁场调节电阻阳应调到什么位置?为什么？2、在电动机轻载及额定负载时，增人电枢冋路的调节电阻，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

12、磁场冋路的接线要牢靠？起动时电枢冋路必须串联起动 变阻器？实验2三相变压器一、实验目的1、通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。2、通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。二、预习要点1、如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何布置仪表。2、三相心式变压器的三相空载电流是否对称，为什么？3、如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。4、变压器空载利短路实验时应注意哪些问题？电源一般应加在哪一方比较合适?三、实验项目1、测定变比2、空载实验测取空载特性 uol=f (lol.), po=f (uol) , cos 4>o=f (uoi.) o3、短路实验测取短路特性 ik二f(lg

13、, pk二f(iia.) , cos(|)k=f(lkl.)o4、纯电阻负载实验保持ui=un, cos 4)2=1的条件下，测取u2=f (h) o四、实验方法1、实验设备懸应垢«田雲廷111i0gg序号型号名称数量1dq24交流电压表1件2dq23交流电流表1件3dq25单:相智能功率、功率因数表1件4dq06厂相心式变压器1件5dq27三相可调电阻器1件6dq31波形测试及开关板1件2、屏上排列顺序dq24、 dq23、 dq25-3、 dq06、 dq27、 dq313、测定变比图3-4三相变压器变比实验接线图实验线路如图3-4所示，被测变压器选用dq06三相三线圈心式变压器

14、，额定容量p产 152/152/152w, un=220/63. 6/55v, in=0. 4/1. 38/1. 6a, y/a/y 接法。实验时只用高.低压两组线圈，低压线接电源，高压线圈开路。将三相交流电源的输出电压调为零。开心控制屏上电源总开关,按下“开”按钮,电源接通,调节外施电压u=0. 5ux=27. 5v测取高、低线圈的线电压、际uca、uab、ubc、uca,记录于表3-6中。计鄭变比：表3-6高压绕组线电压(v)低压绕组线电压(v)变比(k)uabuabkabubcubckbcucaucbkca7+ )平均变比:4、空载实验viba rr>rr *w <v2(w2

15、)(3)图3-5三相变压器空载实验接线图按下“开”按钮接通三相交流电源，调节电压，使变压器的空载电压uol=1. 2uno 逐次降低电源电压，在(0.21.2)ux范围内，测取变压器三相线电压、线电流和功1) 调节控制屏左侧三相交流电源的调压旋钮至输出电压为零，按下“关”按钮,在断电 的条件下，按图3-5接线。变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。2)测取数据时，其屮u尸un的点必测,l在其附近多测儿组。共取数据8-9组记录于表2) 率。4)3-7 中。表3-7序 号实验数据计算数据u(v)i()1. (a)po(w)5.lotpocos 0uahubcu“.iaotboi copoip02(v

16、)(a)(w)5、短路实验1）将三相交流电源的输出电压调至零。按卜“关”按钮，在断电的条件卜，按图3-6 接线。变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。2）按下“开”按钮，接通三相交流电源，缓慢增大电源电压，使变压器的短路电流ikl=1. uno*瑩耳w炽氏雲足川10宜图3-6三相变压器短路实验接线图3）逐次降低电源电压，在（0.21.1） l的范围内，测取变压器的三相输入电压、电 流及功率。4）测取数据时，其中ikl二in点必测，共取数据5-6组。记录于表3-8中。并记下周围 环境温度（°c）,作为线圈的实际温度。表3-8室温°c序 号实验数据计算数据ukl(v)ma)p

17、k(w)ukl(v)ikl(a)pk(w)cos kuabubcucaiaktbkickpkipk26、纯电阻负载实验疥耳握权ta寒貝111i0qq图3-7三相变压器负载实验接线图1）将电源电压调至零，按下“关”按钮，按图3-7接线。变压器低压线圈接电源，高压 线圈经开关s接负载电阻心选用dq27的1800 q变阻器共三只，开关s选用dq31挂件。 将负载电阻r邙ii值调至最大，打开开关s。2）按下“开”按钮接通电源，调节交流电压，使变压器的输入电压u.=uno3）在保持的条件下，合上开关s,逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内, 测取三相变压器输出线电压和相电流。4）测取数据时，其中l=

18、0和两点必测。共取数据7-8组记录于表3-9屮。表 3-9ui=u）n=v；cos e 2=1序 号u2 (v)i2 (a)uabubcucau?iaibicl2五、注意事项在三相变压器实验屮，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置。做短路实验时操作 要快，否则线圈发热会引起电阻变化。六、实验报告1、计算变压器的变比根据实验数据，计算各线电压z比，然后取其平均值作为变压器的变比。乂 _ u .abx _ u bck _ u ca丁 ' 5 一可c丁2、根据空载实验数据作空载特性illi线并计算激磁参数(1)绘出空载特性曲线 ik =f(l0l), po=f(uoi.), cos<

19、|)0=f(u0l)表3-7中33p() =p01 + p°2pcos 00 =°0li0l(2)计算激磁参数从空载特性曲线査出对应于lk=5时的ll和po值,并由下式求取激磁参数。()0式中(申=_严，= i()l ,p°变压器空载相电压，相电流，三相空载功率(注: y接法，以后计算鈕器和电机参数时都要换算成相电压，相电流)。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 ukl二f(g), pk二f(【kl), cos<|)k=f(lkl)式屮口 _uhcau kl()03ak + ibk + ick 'kl _3pk pk + pf&

20、lt;2乂pkcos 0k = 7=屈u j kl(2)计算短路参数从短路特性曲线査出iki=in时ukl和pk值，并由下式算出实验环境温度为e (°c)时的 短路参数r 生k 3碼式中% 功率。折算到低压方7 =如=7?xkk rkikl=g卩人短路时的相电压、相电流、三相短路zkzkk2k k2xk =¥换算到基准工作温度下的短路参数55c和zk75g (换算方法见3-1内容)计算短路电压百分数ukxloo%trxl00%j yukx =l_x1oo%u u n(p计算ik=in时的短路损耗 pkn =3/?/k75oc4、根据空载和短路实验测定的参数，画出被测变压器的

21、“t”型等效电路。5、变压器的电压变化率 根据实验数据绘!llcos(l)2=l时的特性曲线u2=f(l),市特性曲线计算出12=b时的 电压变化率uw -u.2=xloo%根据实验山=0如处sin色)求出的参数，算出i, cost 时的电压变化率6、绘出被试变压器的效率特性曲线(1)用间接法算出在cos <1)2=0. 8时，不同负载电流时变压器效率，记录于表3-10屮。 表 3-10cos 4)2=0. 8po二wpkn二w【2*p2 (w)n0.20.40.60.81.01.27 = (1 _-:f “ )x 100%ir cos© + 代 + 厶 pkn屮2 八 *2(

22、)2 kn *2pgos4)2=p2p，为变压器的额定容量为变压器気二1、时的短路损耗po为变压器的u沪山时的空载损耗(2)计算被测变压器二n喰时的负载系数实验3三相异步电动机的起动与调速一、实验目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。二、预习要点1、复习界步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。2、复习异步电动机的调速方法。三、实验项目1、直接起动2、星形三角形(y-a )换接起动。3、自耦变压器起动。4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。5、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。四、实验方法vw影耳炯慈出黑廷111i0ggv1、实验设备序号型号名称数量1dq03-1导轨

23、、光码盘测速数字系统及数显转速表1件2dq11一相鼠笼异步电动机1件3dq112相线绕式异步电动机1件4dq19校正过的直流电机1件5dq22直流电压、毫安、安培表1件6dq23交流电流表1件7dq24交流电压表1件8dq282相可调电抗器1件9dq31波形测试及开关板1件10dq11-1起动与调速电阻箱1件11dd05测功支架、测功盘及弹簧秤1套2、屏上挂件排列顺序dq24、dq23、dq3k dq22、dq283、三相鼠笼式异步电机点接起动试验u图4-5异步电动机直接起动1）按图4-5接线。电机绕组为接法。异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联 接负载电机dq19o2）把交流调压器退到零

24、位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。3）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，（如电机旋转方 向不符介要求需调整相序时，必须按下“关”按钮，切断三相交流电源）。4）再按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“开”按钮，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（按指针式电流农偏转的最大位置所对应的读数值怎性计量）。5）断开电源开关，将调压器退到零位，电机轴伸端装上圆盘（注：圆盘直径为10cm）和弹簧秤。6）合上开关，调节调压器，使电机电流为23倍额定电流，读取电压值5、电流值 ik,转矩值tk（圆盘半径乘以弹簧秤力），试

25、验时通电时间不应超过10秒，以免绕组过热。 对应于额定电压时的起动电流1st和起动转矩tst按卜式计算：tk十与i2几=（肯）八1 k式屮ik起动试验时的电流值，a;表4一8测量值计算值uk(v)ikf(n)tk (n m)1st (a)tst (n m)tk起动试验时的转矩值，n-nio三介形（y-z）起动4、星形vwuvabxy图4-6三相鼠笼式界步电机星形三角形起动1）按图4-6接线。线接好后把调压器退到零位。2）三刀双掷开关合向右边（y接法）。合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压220伏，打开电源开关，待电机停转。3）合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把s合向左边，使电机（a）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。5、自耦变压器起动。1）按图4-7接线。电机绕组为接法。2）三相调压器退到零位，开关s合向左边。自耦变压器选用dq28挂箱。3）合上电源开关，调节调压器使输出电压达电机额定电压220伏，断开电源开关，待 电机停转。4）开关s合向右边，合上电源开关，使电机由白耦变压器降压起动（口耦变压器抽头输出电压分别为电源电压的40%、60%和80%）并经一定时间w图4-7三相鼠笼式异步电动机自耦变压器法起动再把s合向左边，使电机按额定电