控制系统元件实验ppt课件

1、控制系统元件实验控制系统元件实验西北工业大学 自动化学院实验教学中心 高金行2019.6实实 验验 项项 目目实验一实验一 他励直流电动机他励直流电动机 、发电机综合实验、发电机综合实验实验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验 实验三实验三 永磁式直流测速永磁式直流测速 发电机性能实验发电机性能实验实验四实验四 三相异步电动机启动方法实验三相异步电动机启动方法实验 实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实他励直流电动机、发电机综合性能实验验 一、实验内容一、实验内容 他励直流电动机他励直流电动机 1、他励直流电动机、他励直流电动机 的启动方法及本卷须知。的启动方法及本卷须知。

2、2、他励直流电动机改动方向实验。、他励直流电动机改动方向实验。 3、他励直流电动机负载特性实验。、他励直流电动机负载特性实验。 4 、他励直流电动机的调速性能实验、他励直流电动机的调速性能实验 他励直流发电机他励直流发电机 1、测空载特性、测空载特性 坚持坚持n=nN使使IL=0，测取，测取U0=fIf。 2、测外特性、测外特性 坚持坚持n=nN使使If=IfN ，测取，测取U=fIL。 3、测调理特性、测调理特性 坚持坚持n=nN使使U=UN，测取，测取If=fIL。 实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实验他励直流电动机、发电机综合性能实验序号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速

3、发电机及转速表1 台2DJ23校正直流测功机1 台3DJ13直流复励发电机1 台4D31直流电压、毫安、安培表2 件5D44可调电阻器、电容器1 件6D51波形测试及开关板1 件7D42三相可调电阻器1 件1.实验设备实验设备2、屏上挂件陈列顺序、屏上挂件陈列顺序 D31、D44、D31、D42、D51二、实验设备及挂件陈列顺序二、实验设备及挂件陈列顺序 三、实验原理及仪器三、实验原理及仪器 1、原理接线图、原理接线图实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实验他励直流电动机、发电机综合性能实验原理接线图 2、仪器仪表的选择、仪器仪表的选择 1直流发电机直流发电机G选选DJ13，校耿直流测

4、功机，校耿直流测功机MG作为作为G的原动机。的原动机。MG、G及及TG由联轴器衔接。由联轴器衔接。 2开关开关S选用选用D51组件。组件。 3Rf1选用选用D44的的1800变阻器，变阻器，Rf2 选用选用D42的的900变阻器，并采用分压器接法。变阻器，并采用分压器接法。R1选用选用D44的的180变阻器。变阻器。R2为发电机的负载电阻选用为发电机的负载电阻选用D42，采用，采用串并联接法，阻值为串并联接法，阻值为2250。 4直流电流表、电压表选用直流电流表、电压表选用D31、并选择适宜的量、并选择适宜的量程。程。 实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实验他励直流电动机、发电机综合

5、性能实验 3、实验操作步骤、实验操作步骤 电动机实验电动机实验 1按实验接线图接好电动机连线。按实验接线图接好电动机连线。 2调理调理MG电枢串联起动电位器电枢串联起动电位器R1阻值最大，阻值最大，Rf1阻值最小起动直流电动机阻值最小起动直流电动机MG。 3调理他励电动机的转速。调理他励电动机的转速。 4改动电动机的转向。改动电动机的转向。实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实验他励直流电动机、发电机综合性能实验 发电机实验发电机实验 测空载特性测空载特性 1接好发电机实验原理线路。接好发电机实验原理线路。 2在坚持在坚持n=nN1600r/min条件下，从条件下，从U01.2UN 开

6、场，测取开场，测取78组数据，记录于表组数据，记录于表1中中 表表1 n=nN1600r/min IL=0实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实验他励直流电动机、发电机综合性能实验U0（V）If（mA） 测外特性测外特性 在坚持在坚持n=nN和和IfIfN 不变的条件下，逐次添加负不变的条件下，逐次添加负载电阻载电阻R2，共取，共取6-7组数据，记录于表组数据，记录于表2中。中。 表表2 nnN r/min IfIfN mA实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实验他励直流电动机、发电机综合性能实验U（V）IL（A） 测调整特性测调整特性 在坚持发电机在坚持发电机n=nN条件下，

7、从发电机的空载至额条件下，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定负载范围内每次测取发电机的输出电流IL和励磁电和励磁电流流If，共取，共取5-6组数组数 据记录于表据记录于表2-4中。中。 表表2-4 n=nN r/min UUN V实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实验他励直流电动机、发电机综合性能实验IL（A）If（mA） 四、本卷须知四、本卷须知 1、 直流电动机直流电动机MG起动时，要留意须将起动时，要留意须将R1调到最调到最大，大，Rf1调到最小，先接通励磁电源，察到励磁电流调到最小，先接通励磁电源，察到励磁电流If1为最大后，接通电枢电源，为最大后，接通

8、电枢电源，MG起动运转。起动终起动运转。起动终了，应将了，应将R1调到最小。调到最小。 2、 做外特性时，当电流超越做外特性时，当电流超越0.4A时时,R2中串联中串联的电阻调至零并用导线短接的电阻调至零并用导线短接,以免电流过大引起变阻器以免电流过大引起变阻器损坏。损坏。实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实验他励直流电动机、发电机综合性能实验 五、实验报告五、实验报告 1、 画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。阐明电动机起动时，起动电阻图。阐明电动机起动时，起动电阻R1和磁场调理电阻和磁场调理电阻Rf1应调到什么位置应调到什么位置?为什么

9、为什么? 2、 在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调理电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的的调理电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的调理电阻，转速又如何变化？调理电阻，转速又如何变化？ 3、 用什么方法可以改动直流电动机的转向？用什么方法可以改动直流电动机的转向？ 4、 为什么直流他励电动机磁场回路的接线要牢为什么直流他励电动机磁场回路的接线要牢靠？起动时电枢回路必需串联起动变阻器？靠？起动时电枢回路必需串联起动变阻器？ 5、 根据空载实验数据根据空载实验数据,作出空载特性曲线作出空载特性曲线, 6、 绘出他励发电机调整特性曲线，分析在发电绘

10、出他励发电机调整特性曲线，分析在发电机转速不变的条件下，为什么负载添加时，要坚持端机转速不变的条件下，为什么负载添加时，要坚持端电压不变，必需添加励磁电流的缘由。电压不变，必需添加励磁电流的缘由。 实验一实验一 他励直流电动机、发电机综合性能实验他励直流电动机、发电机综合性能实验实验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验 一、实验内容一、实验内容 1、空载实验、空载实验 测取空载特性测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cos0=f(U0)。 2、短路实验、短路实验 测取短路特性测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosK=f(IK)。 3、负载实验、负载实

11、验 纯电阻负载纯电阻负载 坚持坚持U1=UN，cos2=1的条件下，测取的条件下，测取U2=f(I2)。 阻感性负载阻感性负载 坚持坚持U1=UN，cos2=0.8的条件下，测取的条件下，测取U2=f(I2)。实验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验 二、实验设备及控制屏上挂件陈列顺序 1、实验设备序号型 号名 称数 量1D33交流电压表1件2D32交流电流表1件3D34-3单三相智能功率、功率因数表1件4DJ11三相组式变压器1件5D42三相可调电阻器1件6D43三相可调电抗器1件7D51波形测试及开关板1件 2、屏上陈列顺序 D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D43实

12、验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验 三、实验阐明及操作步骤三、实验阐明及操作步骤 1、空载实验、空载实验 图1 空载实验接线图实验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验 在三相调压交流电源断电的条件下，按图1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。 共测取数据7-8组。记录于表1中。 在三相调压交流电源断电的条件下，按图1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。 共测取数据7-8组。记录于表1中。 实验二实验二 单相变压器性能

13、实验单相变压器性能实验 序号 实 验 数 据 计算数据U0(V)I0(A)P0(W) UAX(V) cos0表表1实验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验 2、短路实验、短路实验 按下控制屏上的按下控制屏上的“关按钮，切断三相调压交流电源，关按钮，切断三相调压交流电源，按图按图2接线将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短接线将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。路。图二 短路实验接线图实验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验共测取数据6-7组记录于表2中。表2 室温 序号实 验 数 据计 算 数 据UK（V）IK（A）PK（W）cosK实验二实验二 单相变压器性能实

14、验单相变压器性能实验 3、负载实验、负载实验 实验线路如图实验线路如图3所示。变压器低压线圈接电源，高所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关压线圈经过开关S1和和S2，接到负载电阻，接到负载电阻RL和电抗和电抗XL上。上。RL选用选用D42上上900加上加上900共共1800阻值，阻值，XL选用选用D43，功率因数表选用，功率因数表选用D34-3，开关，开关S1和和S2选用选用D51挂箱挂箱 图3 负载实验接线图实验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验 1纯电阻负载 共取数据6-7组，记录于表3中。 序 号U2（V）I2（A）表3 cos2=1 U1=UN= V实验二实验二 单

15、相变压器性能实验单相变压器性能实验 2阻感性负载cos2=0.8 共测取数据6-7组记录于表4中。 表4 cos2=0.8 U1=UN= V 序 号U2（V）I2（A）实验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验 四、本卷须知四、本卷须知 1、在变压器实验中，应留意电压表、电流表、功率、在变压器实验中，应留意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。表的合理布置及量程选择。 2、短路实验操作要快，否那么线圈发热引起电阻、短路实验操作要快，否那么线圈发热引起电阻变化。变化。 五、预习要点五、预习要点 1、 变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电

16、源电压普通加在哪一方较适宜？电源电压普通加在哪一方较适宜？ 2、 在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才干使丈量误差最小？干使丈量误差最小？ 3、 如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。 实验二实验二 单相变压器性能实验单相变压器性能实验 六、实验报告六、实验报告 1、计算变比、计算变比 2、绘出空载特性曲线和计算激磁参数、绘出空载特性曲线和计算激磁参数 3、绘出短路特性曲线和计算短路参数、绘出短路特性曲线和计算短路参数 4、利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变、利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算

17、到低压器折算到低 压方的压方的“T型等效电路。型等效电路。 5、变压器的电压变化率、变压器的电压变化率 6、绘出被试变压器的效率特性曲线、绘出被试变压器的效率特性曲线实验三实验三 永磁式直流测速发电机性能实验永磁式直流测速发电机性能实验 一、实验内容及目的：一、实验内容及目的： 1、 永磁式直流测速发电机空载特性测试。永磁式直流测速发电机空载特性测试。 2、 永磁式直流测速发电机负载特性测试。永磁式直流测速发电机负载特性测试。 二、实验设备及控制屏排序二、实验设备及控制屏排序 1、实验设备、实验设备 2、屏上挂件陈列顺序、屏上挂件陈列顺序 D44、D31、D51、D42实验三实验三 永磁式直流

18、测速发电机性能实验永磁式直流测速发电机性能实验 序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ23校正直流测功机1件3D31直流电压、毫安、安培表1件4D51波形测试及开关板1件5D44可调电阻器、电容器1件6D42三相可调电器1件实验三实验三 永磁式直流测速发电机性能实验永磁式直流测速发电机性能实验 三、实验阐明及操作步骤三、实验阐明及操作步骤 1、 按图按图1接线。图中直流电动机接线。图中直流电动机M选用选用DJ23作他作他励接法，励接法，TG选用导轨上的永磁式直流测速发电机，选用导轨上的永磁式直流测速发电机，Rf1选用选用D44上上1800阻值，阻值，R1选用选用D

19、44上上180阻值，阻值，RZ选用选用D42上上6只只900电阻串联共电阻串联共5400阻值，并把阻值，并把Rf1调至最小，调至最小，R1调至最大，调至最大，RZ调至最大，调至最大，A表选用表选用D31上上20mA档，开关档，开关S断开。断开。 2、 先接通励磁电源，再接通电枢电源，电动机先接通励磁电源，再接通电枢电源，电动机M运转后将运转后将R1调至最小，并调理转速达调至最小，并调理转速达2000r/min，减，减小电枢电源输出电压并调理小电枢电源输出电压并调理R1和和Rf1逐渐使电机减速。逐渐使电机减速。记录对应的转速和输出电压。记录对应的转速和输出电压。实验三实验三 永磁式直流测速发电机

20、性能实验永磁式直流测速发电机性能实验 图1 直流测速发电机接线图实验三实验三 永磁式直流测速发电机性能实验永磁式直流测速发电机性能实验 3、共测取8-9组，记录于表1中。 4、合上开关S，反复上面步骤，记录8-9组数据于表2中。 表1 n(r/min)U(V)n(r/min)U(V)表2实验三实验三 永磁式直流测速发电机性能实验永磁式直流测速发电机性能实验 二、实验报告二、实验报告 1、作出、作出U=f(n)曲线。曲线。 2、表达直流测速发电机在自动控制系统中主要作、表达直流测速发电机在自动控制系统中主要作用。用。 实验四实验四 三相异步电动机的起动方法实验三相异步电动机的起动方法实验 一、实

21、验内容及目的一、实验内容及目的 1、直接起动、直接起动 2、星形、星形三角形三角形(Y-)换接起动。换接起动。 3、自耦变压器起动。、自耦变压器起动。 二、实验设备及挂件陈列顺序二、实验设备及挂件陈列顺序 1、实验设备、实验设备 2、屏上挂件陈列顺序、屏上挂件陈列顺序 D33、D32、D51、D43 实验四实验四 三相异步电动机的起动方法实验三相异步电动机的起动方法实验 序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ16三相鼠笼异步电动机1件3D32交流电流表1件4D33交流电压表1件5D43三相可调电抗器1件6D51波形测试及开关板1件实验四实验四 三相异步电动机的起动方法实验三相异步电动机的起动方法实验 三、实验阐明及操作步骤三、实验阐明及操作步骤 1、三相鼠笼式异步电机直接起动实验、三相鼠笼式异步电机直接起动实验MVAWvUDD01三相调压交流电源 图1 异步电动机直接起动 按下“