船舶电气设备及系统实验指导书

1、 船舶电气设备及系统 实验指导书严华、杨文中 编陈景锋 审集美大学轮机工程学院二七年六月一、 前言 .1二、 实验一 单相变压器实验 .4三、 实验二 他激直流电动机工作特性实验 .8四、 实验三 同步发电机的运行特性实验 . 10五、 实验四 三相异步电动机的连续及正、 反转制线路 实验 .14 六、 实验五 三相异步电动机的 Y-起动控制线路实 验 .18 七、 实验六 并激直流发电机工作特性实验 .20七、 实验七 异步电动机起动实验 .25八、 实 验 八 三 相 变 压 器 实 验 极 性 及 联 接 组 的 测 定 .27九、 实验九 复激发电机实验 .30十、 实验十 行车控制线

2、路实验 .31 十一、实验十一 同步发电机并联运行操作 .32十一、附录一 34 十二、附录二 .411实验课是一个很重要的教学环节,其目的是促进理论与实际的 联系,有助于培养学生的分析问题与解决问题的能力,为从事生 产与科学实验打下初步的基础。一、实验课的准备1.认真阅读实验指导书,复习有关理论,弄清实验指导书中的思 考题。2.准备好数据纪录表格和所有的计算公式、准备好方格纸。3、写好预习报告(含线路图、实验目的、步骤等二、实验课的进行1.纪录各实验设备的额定数据。2.注意设备、仪表的合理布置,便于操作并读取数据。尤其应防 止电动式、磁电式电表受其他设备工作时产生的磁场影响。3.根据电流大小

3、选择导线的截面,接线应先接主电路。4.同学先互相检查接线是否正确,调节设备是否位于初始位置, 然后经指导教师复查后方可送电。5.按照实验过程作出纪录数据的操作,如发现仪表指针偏转过大 或明显地和理论不一致的现象时,应切断电源,排除故障。 6.纪录数据作出曲线草图,实验完毕应将数据交指导教师审阅, 确认可后才允许拆线并整理好实验台。归还仪表、设备等,经 指导教师签字后方能离开。三、实验报告实验报告应根据实验目的、实测数据及在实验中观察和发现的 问题,经过分析研究得出结论或通过分析讨论写出心得体会。实 验报告要简明扼要,字迹清楚,图表整洁,结论明确。报告内容:1.实验名称、专业班级、组别、姓名同组

4、同学姓名、实验日 期;2.列出使用设备、仪表的规格及铭牌数据;3.扼要写出实验目的;4.绘出实验时所用的线路图;5.实验项目;6.数据整理和计算;7.绘制曲线时应注意选择适当比例8.根据实验结果进行分析,最后得出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上,保持整洁,每次实 2验每人独立作一份报告,按时交指导教师批阅。四、实验安全操作注意事项为了按时完成实验,确保实验时人身和设备安全,严格遵守实 验室的安全操作规程。安全操作规程注意事项如下:1.人体不可接触带电的线路;2.电源必须经过开关(或接触器 、保险丝之后接入电机。接 线或拆线都必须在切断电源情况下进行;3.实验时应注意衣服、围巾、发辫及实验

5、用的导线等不得卷 入电机的旋转部分,不得穿拖鞋进入实验室。在实验过程 中衣服、袖子要扣好,不得用手或脚去促使电机起动或停 转,以免发生危险;4.在实验过程中不得嘻闹,或做与实验无关之事以免发生危 险。5.操作开关应迅速果断,快合快断,保持接触良好;6.实验中如发生事故,应立即切断电源保护现场,并报告指 导教师,待查清问题和妥善处理故障后,才能继续进行实 验;7.总电源应由实验室工作人员掌管,其他人不得乱动。 3实验一 单相变压器实验1、实验目的1.1通过空载实验和短路实验确定单相变压器的参数;1.2通过负载实验测定单相变压器的运行特性。2、实验内容(1 测变比:根据实验图 1-1及实验步骤来测

6、变压器变比。(2 空载实验:根据实验图 1-2及实验步骤来测变压器空载特性。(3 短路实验:根据实验图 1-3及实验步骤来测变压器短路特性。(4 负载实验:根据实验图 1-4及实验步骤来测变压器短路特性。3、实验线路及实验仪器设备3.1实验线路 4 3.2实验设备及仪器仪表单相变压器 一台单相调压器 一台交流电压表 二块交流电流表 二块低功率因素瓦特表 一块负载板(灯泡 一块4、实验步骤及测试结果(1测变比A .实验接线如图 3-1所示,电源经调压器(BT 接至低压绕组,高压 绕组开路;B .合上电源开关 K ,调节低压绕组外施电压,并调至 U 1=0.5UE 附近;C .对应不同的外施电压,

7、测量低绕组电压 Uax 及高压绕组 U AX ,记录三 组数据填入表中。表 1-1测定单相变压器变比序号 U AX (V 变比 k(2空载实验A .实验接线如图 3-2所示,电源频率为工频,波形为正弦波。空载实 验在低压侧进行,即低压绕组外施电压,高压绕组开路;B . 中小型变压器空载电流 I 0=(416% I E ,椐此范围选择电流表与功率 表的量程;C .变压器空载运行时功率因素甚低,一般在 0.2以下。因此,应选用 低功率因素瓦特表测量功率;D .变压器接通电源前,必须将调压器输出电压调至最小位置,以避免 合闸时电流表、功率表电流线圈被冲击电流所损坏;E .合上电源开关 K 后,调节调

8、压器使变压器低压侧的外施电压至 1.2U E ,(电流达 500mA 逐次降低外施电压 (在 1.20.5 UE 范围内 测量电压、 电流、功率共测取七组数据记录在表 3-2中。表 1-2 单相变压器空载实验 (3短路实验A .实验接线如图 3-3所示,短路实验一般在高压侧进行,即在高压 绕组上施加电压,低压绕组直接短路(或用电流表短路 ;B .若受试变压器容量较小,在测量功率时,电流表可不接入以减小 功率测量的误差,而改用截面较大的导线,把低压绕嘴短接;C .中小型变压器的短路电压数值约为(3%8% U E 。为避免过大 的短路电流,在接通电源前(即开关闭合前将调压器 BT 调至输出电压最

9、小的位置;D .闭合开关,接通电源。逐渐缓慢地增大外施电压,使短路电流达 1.1I E , 在 (1.10.5 I E 范围内测量短路功率 P K 、 短路电流 I K 、 短路电压 U K 共 测取 45组数据 (因变压器绕组会发热, 本实验应尽快进行。 测试变压器周 围的环境温度,作为实验时绕组的实际温度。 。表 1-3 单相变压器短路实验 (4负载实验A .实验接线如图 3-4所示,变压器高压侧经调压器 BT 、开关 K 1接电源, 低压侧经开关 K 2接负载(灯箱或变阻器或电抗器 ;B .将负载调至最大,闭合 K1,调节外施电压使 U 1=UE ,闭合 K 2并保持 U 1=UE 不变

10、逐次减少负载电阻,即增大负载电流。使负载电流从零变化至额 定值, 在此范围内测量负载电流 I 2和低压侧端电压 U 2。 共测取 56组数据 (包 括 I 2=I2E 点 ,记录表 3-4中;C .若进行非纯电阻而功率因素为一定的负载实验,实验方法和线路与 纯电阻相同,此时低压侧要增加一个可变电抗器与负载电阻并联(或串联 组成感性负载。表 1-4 单相变压器负载实验 5、实验报告要求(1 根据测变比的实验数据,分别计算变比 K ,取其平均值作为被测试 变压器的变比。(2 绘空载特性曲线:I 0=f(U0 , P 0=f(U0 (用坐标纸画出6、思考题(1在变压器空载实验和短路实验线路中,为什么

11、各测量仪表所处的位置 有所不同,是何原因?(2在变压器空载实验和短路实验时,应注意些什么?为什么空载实验应 在低压侧进行,而短路实验应在高压恻进行?实验二 他激直流电动机工作特性实验1、实验目的(1 掌握他激直流电动机工作特性测定方法; (2 掌握他激直流电动机调速方法。2、实验内容(1他激直流电动机固有机械特性的测定:根据实验图 2及实验步骤来测 定固有机械特性。(2他激直流电动机人工机械特性的测定:根据实验图 2及实验步骤来测 定人工机械特性。3、实验线路及实验仪器设备3.1实验线路 (如实验图 2所示 图 2 3.2实验设备及仪器仪表直流电动机同步发电机组 一套 KCT-2型可控硅调速装

12、置 一台 转速表 一台负载板(灯泡 一块 单刀双掷开关 一只 同步发电机负载电流表 一只 万用表 一只 电枢回路电流表 一只 激磁回路电流表 一只4、实验步骤及测试结果(1他激直流电动机固有机械特性的测定A . 按图二接好线后, 将开关闭合, 调节直流电机的激磁电流至额定值, 通过调节电枢电压起动直流电动机;B .待直流电动机转速稳定后,给发电机加励磁,调节其励磁电流使发 电机输出线电压为 400V ;C .逐渐增加发电机的负载,使电动机的负载增加,直到电动机电枢电 流达额定电流为止。 该点即为电动机的额定运行点 (即 U=UN 、 I=IN 、 n=nN 记录电动机的电枢电流 I 、转速 n

13、 ;D .在 U=UN 、 I=IN 及 I e 不变的条件下,逐步减少发电机输出电流直至 I GS =0为止,以额定负载做到空载,共测取七组数据即可。将不同负载是 的直流电动机电枢电流 I 与转速 、 、 n 记录在表 2-1中。表 2-1 固有机械特性的测定 (U N =伏 I fe = 安 I (A n (r/min(2他激直流电动机人工机械特性的测定A .打开 K ,在电枢回路中串入电阻 R ad=10,保持电动机的励磁电流和 端电压不变(I f =IfN 、U=UN 逐渐增加或减小发电机负载电流,作他激直流 电动机电枢回路中串入电阻的人工机械特性 n =f(I, 共测取七组数据记录在

14、 表 2-2中。表 2-2 人工机械特性的测定(U N =伏 I fe = 安 I (A n (r/min5、实验报告要求(1 根据实验数据,绘出所测的特性曲线;(2 根据被测电动机的名牌数据计算并绘出其固有机械特性曲线,并与 实验特性相比较;(3 分析实验结果。6、思考题(1为什么起动他激直流电动机时,应该先调激磁电流为额定值,本实验 是怎样起动直流电动机的,为什么?(2本实验所求曲线 n =f(I能否代替 n =f(M曲线?实验三 同步发电机的运行特性实验1、实验目的1.1掌握三相同步发电机在对称负载下运行特性的测量方法; 1.2学会利用空载特性与短路特性测定发电机的稳态参数。2、实验内容

15、(1空载特性实验:根据实验图 3及实验步骤来测发电机的空载特性。 (2短路特性实验:根据实验图 3及实验步骤来测发电机的短路特性。 (3外特性实验:根据实验图 3及实验步骤来测发电机的外特性。(4调整特性实验:根据实验图 3及实验步骤来测发电机的调整特性。3、实验线路及实验仪器设备3.1实验线路 (如实验图 3所示 3.2实验设备及仪器仪表直流电动机同步发电机组 一套 可控硅直流调速装置 一台 电流表(交、直流 一只 电压表(交、直流 一只 转速表 一台 连接导线若干4、实验步骤及测试结果(1空载特性实验:在 n=nN 、 I=0的条件下,测取空载特性曲线 U 0=f(If A . 按图 6-

16、1电路图接线, 机组为直流电动机同步发电机组, 接好线后, 起动直流电动机,将同步发电机的转速调至同步转速 n=nN ;B .记录同步发电机在 n=nN 的条件下的剩磁电压,随后给同步发电机送入 励 磁 电 流 I e , 并 逐 渐 增 加 励 磁 电 流 , 直 至 同 步 发 电 机 的 电 枢 电 压U 0=1.11.2UN (视仪表量程 为止;C .当同步发电机的电枢电压为 U 0=1.11.2UN 时,测取此时的三相电压 V AB 、 V BC 、 V CA 及励磁电流 I f ,得曲线上的第一点,然后逐步减少励磁电 流, 测取空载特性曲线的下降分点, 共测取 7-9组数据记录于表

17、 3-1中 (在 U 0= UN 附近多测量几组数据,在 I f =0时发电机的电压即为剩磁电压 ; D .注意事项:空载实验调节励磁电流时,只能单方向调节,不能中途来 回调节。表 3-1 三相同步发电机空载特性实验空载电压(V 励 磁 电 流 (A 序号V AB V BC V CA V 0I f表中 V0=1/3(V AB +VBC +VCA (2 短路特性实验:在 n=nN 、 U=0的条件下, 测取三相短路特性曲线 I K =f(If A .在发电机励磁电流为零的情况下,将它的电枢三相绕组短路,并将发 电机转速调到同步转速 n=nN ,此转速在整个实验过程保持不变;B .逐步增加发电机的

18、励磁电流 I f ,使短路电流 I K =1.2IN ,记录此时的 I K 与 I f 作为短路特性曲线实验的第一数据点;C .在 1.2I N 至 I f =0范围内测量 5-6组数据,每组记录三相短路电流 I K 与励 磁电流 I f 。在 I K =IN附近多测几组数据,实验结果记录表 3-2中。表 3-2 三相同步发电机短路特性实验短路电流(A 励 磁 电 流 (A 序号I A I B I C I K I f 表中 I K =1/3(I A +IB +IC (3外特性实验:在 n=nN 、 I f = IfN 、 cos =1的条件下,测取外特性曲线 V=f(IA .做 COS =1的

19、外特性实验,将发电机转速调节到 n=nN ,并保持不变。B . 将负载开关 K 2合上, 使发电机带上负载, 调整发电机到额定运行状态。 (n=nN , U=UN , I=IN C .保持励磁电流 I f 不变, n=nN 不变,逐步减少负载,直到空载,其间测 取三相电压和三相电流数据 4-5组(包括空载电压记录于表 3-3中。 表 3-3 三相同步发电机外特性实验三相电压(V 三相电流(A 序号V AB V BC V CA V I A I B I C I表中 V=1/3(V AB +VBC +VCA , I=1/3(I A +IB +IC (4调整特性实验:在 n=nN 、 U= UN 、

20、cos =1的条件下,测取调整特性 曲线 I f =f(IA .做调整特性实验应保持 n=nN 、 U= UN 、 cos =1不变,当空载时调 节发电机励磁电流 I f ,使发电机的端电压达额定值。B .逐步增加负载,并同时调节发电机的励磁电流 I f ,以保持发电机的端 电压不变,测取发电机的电枢电流 I A 、 I B 、 I C 及发电机的励磁电流 I f 直到额 定负载,共测取 4-5组数据,记录于表 3-4中。表 3-4 三相同步发电机调整特性实验负载电流(A 励 磁 电 流 (A 序号I A I B I C I I f 表中 I=1/3(I A +IB +IC 5、 实验报告要求

21、(1 根据实验数据绘出:U 0=f(If 、 I K =f(If 、 V=f(I、 I f =f(I四条特性曲线 (用 坐标纸准确绘制 。(2求短路比 K e 。 (K e =If0N /Ifk (3求电压变化率 U (4求 X d 不饱和值。6、思考题(1为什么在做外特性实验时负载(阻性加得越大电压下降得越多?(2短路比 K e 与不饱和电抗有什么关系?它的大小对同步发电机性能会造 成什么影响?实验四 三相异步电动机的点动、连续及正、反转 控制线路实验1、实验目的(1通过具体实验操作加深理解鼠笼式异步电动机的点动、连续控制线路 的工作原理几环节作用。(2了解实验线路中各控制电器的结构及其工作

22、原理(3通过三相异步电动机的正反转控制线路的连接,掌握控制线路的工作 原理。(4加深理解连锁环节在电路中的作用2、实验内容(1点动控制(2直接起动控制线路(3用辅助触头联锁的正、反转控制线路(4用按钮和辅助触头双重联锁的正、反转线路3、实验简述(1三相鼠笼式异步电动机的转动方向取决于定子旋转磁场的转向,很显 然改变三相电源的相序就可以改变电动机的转动方向。(2 在图 4-3实验线路中用两个接触器就可以实现改变电动机转向的问题, 当正转接触器主触头 KM 1闭合时,电动机正转,当反转接触器(KM 2主触 头 KM 2闭合电动机反转, KM 1和 KM 2不能同时闭合, 否则将造成主电源短路。 (

23、3在容量较小的电动机控制线路中,通常采用复式按钮组成的如图 4-4所示的典型电路。4、预习内容(1牢记异步电动机的点动、连续控制线路、正、反转控制线路,分析线 路中各控制元件的动作顺序。(2理解线路中联锁触点的作用。5、实验线路及实验仪器设备5.1实验线路 (如实验图 4-1、图 4-2、图 4-3、 4-4所示 5.2实验设备及仪器仪表SL-113电力拖动实验台 一套万用表 一只导线若干条三相鼠笼异步电动机 一台6、 实验步骤(1点动控制按实验图 4-1所示点动控制线路进行接线, 经指导教师检查无误后方可通电 实验。A .合上电源开关 QF ;B .按起动按钮 SB ,过一会松手。观察电动机

24、工作情况。 (注意操作次数不 宜过频 ;(2直接起动控制线路按实验图 4-2所示控制线路进行接线A .合上电源开关 QF ;B .按起动按钮 SB ,此时 KM 线圈得电,主触头闭合副触头自锁,实现电 动机直接起动。按下 SB 0, KM 失电,电动机停转;(3用辅助触头联锁的正、反转控制线路按实验图 4-3所示控制线路进行接线,经指导教师检查无误后方可通电实 验。A .合上电源开关 QF ;B .按起动按钮 SB 1观察电动机的转向;C .按下 SB 0再按下 SB 2观察电动机的转向,此时的转向应与第一次相反。D .按起动按钮 SB 1后直接按下 SB 2观察此时的现象。(4用按钮和辅助触

25、头双重联锁的正、反转线路按实验图 4-4所示内容接线A .合上电源开关 QF ;B .按起动按钮 SB 1观察电动机的转向,然后直接按下 SB 2观察电动机的转向 6、实验报告要求(1在实验过程中出现以下集中几种故障现象,试分析故障原因(实验图 4-31合上电源开关 QF ,按起动按钮 SB 1,接触器 KM 1出现不停吸合、释放现 象,当手松开 SB 1, KM 1呈失电状态。2合上电源开关 QF ,按起动按钮 SB 1,主电路短路使开关跳闸。3合上电源开关 QF ,按起动按钮 SB 1,电机能正常起动,按 SB 0也能正常停 车。按 SB 2能正常起动,按 SB 0却不能正常停车,只有断开

26、电源才能使电动机停转。4合上电源开关 QF ,按起动按钮 SB 1,电机不能正常起动;按 SB 2能正常起 动,按 SB 0也能正常停车。7、思考题(1在 4-3所示的实验线路中为什么要用联锁触头,不用是否行?(2在 4-2所示的实验线路中有几种保护功能分别由哪几种电器来实现?(3 在 4-2所示的实验线路中 FR 常闭触头不接是否行?若主电路中只有一 个热元件进行单相保护是否行?热继电器可否代替熔断器,为什么?实验五 三相异步电动机的 Y-起动控制线路实验实验名称:三相异步电动机的 Y-起动控制线路实验项目性质:设计性所属课程名称:船舶电气设备及系统计划学时:2学时1、实验目的(1通过三相异

27、步电动机 Y-起动控制线路的设计,掌握控制线路的工作 原理。(2了解 Y-起动的适用范围和学习 Y-起动控制线路连接方法。 2、预习与参考内容(1复习异步电动机降压起动的有关知识。(2复习有关 Y-起动控制线路。(3参考船舶电力拖动基础3、设计指标(1某船一离心泵,其排量 Q=140米 3/小时,扬程 H=40米,转速 n=2900转 /分,泵的效率b =75%,采用电动机直接带动方式(电动机工作制为连续运行 。请为 其设计一用继电接触器控制的 Y-起动控制线路。4、实验仪器设备及材料清单(1 SL-113电力拖动实验台 一套(2万用表 一个(3导线若干条(4接三相异步电动机 一台5、实验要求

28、(1选择电机容量。(2写出设计方案。(3画出设计线路图。(4按画出设计线路图进行接线、通电调试。(5对电机的起动电流进行测试。6、实验报告要求(1写出实验设计方案(2写出电动机容量的计算方法及选择的结果。(3写出实验步骤。(4画出实验线路图。(5起动电流测试结果。七、思考题(1 Y-起动方式是否能带重载起动?为什么?(2你在选择电动机容量时考虑到了那些因素?(3在整个设计过程及方案实施中你遇到哪些问题? 八、教师评语实验六 并激直流发电机工作特性实验1、实验目的1.1 学习用实验方法测定并激直流发电机的空载特性及外特性;1.2 掌握并激直流发电机的自励条件,并观察其自励过程。2、实验内容(1空

29、载特性:保持 n=nN , I =0,测取 u=f(If 。(2外特性:保持 n=nN , I f =IfN ,测取 u=f(I。(3验证并激直流发电机的自激条件3、实验线路及实验仪器设备3.1实验线路 (如实验图 6所示 图 63.2实验设备及仪器仪表三相异步电动机直流发电机组 一套三相自耦变压器 一台可变电阻器 一台负载板(灯泡 一块双刀单掷开关 一只单刀单掷开关 一只直流电压表 一只直流电流表 一只4、 实验步骤及测试结果(1空载特性:保持 n=nN , I =0,测取 u=f(If 。A . 按图接线并将开关 K 1打开, 合上励磁开关 K 2将磁场电阻 R F 调至最大位置;B .合

30、上电源开关 K ,起动异步电机,拖动直流发电机达额定转速。并 观察异步机转向与标志转向是否一致;C .逐渐减小磁场电阻 R F 使发电机的空载电压达 U 0=1.25UN 左右,保持 发电机转速为额定值,即 n=nN ,从 U 0=1.25UN 开始,调节磁场电阻 R F 使发电 机励磁电流逐渐减少(减小励磁电流只能单方向调节 ;D .每次均记录发电机空载电压 U 0及励磁电流 I f (在 U 0=UN 附近多测几 点 ,共测取 7 9组数据填入表 6-1中;E . I f =0时的电枢电压即为剩磁电压,约为(2%4% U 0,必须用低量 程的电压表测取;表 6-1空载特性曲线的测定 (n=

31、nN = r/min U 0I f(2外特性:保持 n=nN , I f =IfN ,测取 u=f(I。A .合上电源开关 K ,起动异步电机,拖动直流发电机达额定转速;B .合上励磁开关 K 2,调节 R F 使发电机端电压 U 0=UN ,合上 K 1在保持 n=nN , I f =IfN 不变的条件下逐渐增加负载, 使负载电流由零逐渐增加至 I N 为 止。其间共测取 5-7组数据,每次均记录负载电流 I 与电枢电压 U 填入表 6-2中;C .计算电压调整率U%= (U E U / UE 100%其中:U 是发电机励磁电流为 I f ,转速为 n N ,负载电流为 I N 时的发电 机

32、端电压;表 6-2外特性曲线的测定 (n=nN = r/min U(VI(A(3验证并激直流发电机的自激条件检查剩磁, 并激发电机是依靠电机内部剩磁自激而建立电压的, 有无 剩磁是能否自激的必要条件。A .打开开关 K 1、 K 2起动电动机使 n=nN ,测得发电机的剩磁电压 E SM , 并计算E SM /UN = %B .合上 K 2,调节 R F 使 U 0=UN 。 a 、将激磁绕组反接 b 、电动机反转,观察 能否建立电压(注意应停机后再接C .在 n=nN , U 0=UN 调节 R F ,观察可能建立的临界状态。5、实验报告要求(1 根据空载特性实验数据作出空载特性曲线 u=f

33、(If ,计算剩磁的电压 百分数。(2 根据外特性实验数据作出外特性曲线 u=f(I,计算电压变化率。 6、思考题(1 在测空载特性时,励磁电流为何不能忽大忽小调节,而只能做单方 向调节?(2 并激直流发电机的电压建立不起来原因有哪些?应如何检查和处 理?在测外特性时,当负载增加,发电机的端电压有何变化?为什么实验七 异步电动机起动实验1、实验目的(1通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。2、实验内容(1直接起动(2自耦变压器起动(3星形三角形(Y-起动(4异步电动机的变极调速3、实验仪器设备三相异步电动机 一台三相调压器 一台Y-起动器 一个转速表 一个钳形电流表 一块交流电压表 一块4

34、、 实验步骤及测试结果(1直接起动按图 7-1电路接线,电源电压为 380V 采用接法。线路接好后经检查无误, 将开关 K 1合上。电动机直接起动。观察 K 1合上瞬间的起动电流,并将数值 记下将三相电源接线任意对调二相观察电动机转向是否改变 (注意换相应切 断电源 K 1 (2自耦变压器起动自耦变压器降压起动,其原理线路如图 7-2所示。自耦变压器的高压边 A 、B 、 C 接入电源,低压边 a 、 b 、 c 接至电动机。绕组的末端 X 、 Y 、 Z 接在一起 成 Y 连接, 电动机也连接成调节副边电压:使 V 2=0.4V1、 、 0.6 V1、 、 0.8 V1、 三种情况下将开关

35、K 1合上, 电动机起动, 观察起动瞬间的电流大小并将记录 的数据填入表 7-1中。表 7-1异步电动机的起动电流 单位:安V 2(电压 V 10.4V 10.6V 10.8V 1I Q (起 动 电流(3星形三角形(Y-起动这种方法适用于正常运行是三角形接法的电动机, 接线原理如图三所示。 做 实验前先认识起动器的结构,电源电压为 380V 电压。按图 7-3电路接好线 路,经检查无误后进行起动实验A .将手柄推向起动一边(Y 电动机起动,读出起动瞬间电流并做好记录, 当电动机转速提高到接近额定转速时,将手柄推向运行一边( ,电动机 起动完毕。B .将手柄推向运行一边( ,则电动机直接起动,

36、观察记下起动瞬间电 流数值。 (4异步电动机的变极调速异步电动机的转速 n=(1-s60f/p, 故可改变电动机定子绕组的磁极对数时, 即 改变电动机的转速, 在单绕组多速电机中, 多采用改变绕组的接法来实现变 极调速,这里介绍一台可以获得 2极变 4极,可把绕组接线 YY/双速电动 机, 其原理如图 7-4所示, 图中绕组引出线端点中若将 4D 1、 4D 2、 4D 3短接,2D 1、 2D 2、 2D 3接到电源。绕组便接成双星形(YY 则电机形成两极磁场, 如图 5(a端点接法,若端点 4D 1、 4D 2、 4D 3接到电源,而 2D 1、 2D 2、 2D 3不 接,则绕组便接成三

37、角形(电机就形成四极磁场,如图 7-5(b 的端 点接法,分别测量两种接法时的电机转速。 5、实验报告要求1、 总结异步电动机起动方法的优缺点。2、 说明变极调速的优缺点。6、思考题(1异步电动机为什么要采用降压起动方式进行起动?实验八 三相变压器实验极性及联接组的测定1、实验目的(1熟悉三相变压器的联接方法和极性检查方法(2掌握确定三相变压器联接组别标号的方法(3观察三相变压器不同铁芯结构和不同联接方法时空载电流和电势波形 2、实验内容(1极性测定(2检验联接组别3、实验线路及实验仪器设备3.1实验线路 3.2实验设备及仪器仪表三相铁心式变压器 一台三相调压器 一台交流电压表 一块三相组式变

38、压器组 一台变组器 一台4、 实验步骤及测试结果1、极性测定(1测定相间极性A .首先用万用表电阻挡测量 12个出线端通断及电阻的大小,找出三相变 压器高、低绕组的端头,标记为 A 、 B 、 C 、 X 、 Y 、 Z 及 a 、 b 、 c 、 x 、 y 、 z , 然后按图 8-1所示接线,在 A 相施加低电压(约为 50%UE B .用万用表(最好用高内阻电压表测量 B 、 C 两相标号,测 U BY 、 U CZ 、 及 U BC ,若 U BC =UBY -U CZ ,则说明 B 、 C 标号正确,若 U BC =UBY +UCZ ,则说明B 、 C 标号错误(应将 B 、 Y

39、互换, C 、 Z 保持原样 。C .在 B 相施加低电压用同样的方法决定 A 、 C 相间极性。(2测定原、副边极性A .暂定副边三相标记 a 、 b 、 c 、 X 、 Y 、 Z ,按图 8-2接线,把原副边中点 相联。B .原边施加低电压(约 50%UE =190V左右测出 U AX 、 U BY 、 、 、 U CZ 、 Uax 、 U By 、 U CZ 、 U Aa 、 U Bb 、 U Cc 。C .若 U Aa=U AX - Uax,则 A 与 a 端点同极性若 U Aa=U AX + Uax,则 A 与 a 端点异极性D .用同样原则判别, B 、 C 两相原副边极性2、检

40、验联接组别A .把变压器接成任意一种联接组后,在原边通过调压器输入三相电压,把 原边 A 点与副边 a 点用导线相联,然后测量:原边 B 与副边 b 点之间电压 U Bb 、 原边 C 与副边 c 点之间的电压 U Cc 、 ; 副边 a 点与 b 点之间电压, 若他们之间关系 符合表 8-1所列的某一关系时,则为该种联接组别。3、分别观察三相芯式变压器和组式变压器的几种联接方式时的空载电流和 电势波形。A . Y/Y和 Y 0/Y联接线路图如图 8-4所示,三相变压器接成 Y/Y,即开关 K 2处于断开状态, 闭合开关 K 1, 电源电压施加于高压侧, 用示波器观察空载电 流, 副边相电势和

41、线电势的波形。 空载电流信号从原边串联电阻上引出相电 势和线电势信号直接从副边引出。闭合开关 K 2则三相变压器作 Y 0/Y联接, 再观察空载电流及电势波形。B .更换受试变压器(如原为三相芯式变压器则换为三相组式变压器重复 上述各种波形观察。5、实验报告要求(1将不同联接组标号时,实测的电压 U Bb 、 U Cc 、 U BC 值与计算值列表进 行比较。(2分析不同铁芯结构和不同联接方式时三相变压器的空载电流和电势波 形。6、思考题(1国家标准规定电力变压器有哪几种联接组标号?(2三相变压器绕组联接方式和铁芯结构对空载电流和电势波形有什么影 响? 表 8-1 实验九 复激发电机实验实验名

42、称:复激发电机实验实验项目性质:设计性所属课程名称:船舶电气设备及系统计划学时:2学时1、实验目的1.1学习用实验方法测定复激直流发电机的外特性;1.2学习用实验方法积复励和差复励的判别流发电机为积复励或差复励;1.3提高同学们设计实验的能力。2、预习与参考内容(1复习直流发电机有关知识。3、实验仪器设备三相异步电动机直流发电机组 一套三相自耦变压器 一台可变电阻器 一台负载板(灯泡 一块双刀单掷开关 一只单刀单掷开关 一只直流电压表 一只直流电流表 一只万用表 一只导线若干条4、实验项目(1积复励和差复励的判别。(2测定复激直流发电机的外特性。5、实验要求(1写出实验设计方案。(2画出实验线

43、路图。(3写出实验步骤,画出实验表格。(4按实验线路进行接线测实验数据。(5绘制外特性曲线。6、思考题(1复励发电机与并励发电机有何不同?(2差复励发电机常用在什么场合?7、教师评语实验十 行车控制线路的设计实验名称:行车控制线路的设计实验项目性质:设计性所属课程名称:船舶电气设备及系统计划学时:2学时1、实验目的1.1加深理解继电-接触器控制系统。1.2提高同学们的设计和动手能力。2、 预习与参考内容(1参考电力拖动有关继电、接触器控制方面的知识。 3、实验仪器设备SL-113电力拖动实验台 一套万用表 一只导线若干条三相鼠笼异步电动机 二台3、设计项目某行车具有以下功能:(1 能升降货物,

44、且提升货物到某一位置能自动停车;(2 能使货物左右位移,并在左右两位置某处能分别停车;(3 用一按钮控制上、下,左、右停车。4、实验要求(1写出设计方案。(2画出设计线路图。(3按设计线路进行接线调试。5、思考题1、继电接触器及保护系统在选择时应考虑哪些因素?2、在整个设计过程及方案实施中你遇到哪些问题?6、教师评语实验十一、同步发电机并联运行操作1、实验目的1.1掌握同步发电机并联运行的方法 , 负荷的转移、分配、并车、解列过程。 1.2掌握同步发电机准同步并联运行条件。2、实验内容(1整步表法手动并联运行操作:利用整步表进行手动并联运行操作、负 荷的转移、分配、解列。 (2 灯光指示法手动

45、并联运行操作:利用灯光指示进行手动并联运行操作、 负荷的转移、分配、解列。(3分析电压、频率、相位对并联发电机的影响。3、实验线路及实验仪器设备3.1实验线路 3.2实验仪器设备(1可控硅整流装置 2套 (2直流电动机 -同步发电机组 2组 (3主配电板 1屏4、实验要求(1 掌握同步发电机并联运行条件及方法, 手动操作其并车、 负荷的转移、 分配、 、解列等一系列过程。(2能分析电压、频率、相位对并联发电机的影响。5、实验步骤及结果(1 手动准同步并联运行1灯光明暗法(接线图 1-1A .设 1#发电机为已给电网供电, 2#机为待并机;B .按下 1#可控硅整流装置的起动按钮,调节旋钮使直流

46、电动机的转速 达额定值,将开关置于遥控位置;C .按下 2#可控硅整流装置的起动按钮,调节旋钮使直流电动机的转速 达额定值,将开关置于遥控位置;D . 观察 1#发电机屏频率、 电压是否达额定值 (电压 380V , 频率 50HZ , 如未达到则调节 1#发电机屏上的调速手柄往增加方向调节使其达额定值; E .调节 2#发电机屏上的调速手柄,使 2#机频率与 1#机同为 50HZ 左右 且高于 1#机;F .观察并车屏上的三盏灯(或二盏灯此时一闪一闪地亮;G .调节 2#发电机屏上的调速手柄使灯光明、暗变化缓慢(一般变化周 期大于 4S ;H .捕捉合闸时间即在灯熄灭后,逗留一段时间方可合闸

47、(因为白炽灯 额定电压降低至 30%-50%灯已熄灭 。2 整步表法(整步表法见图 1-2A .设 1#发电机为已给电网供电, 2#机为待并机;B .按下 1#可控硅整流装置的起动按钮,调节旋钮使直流电动机的转速 达额定值,将开关置于遥控位置;C .按下 2#可控硅整流装置的起动按钮,调节旋钮使直流电动机的转速 达额定值,将开关置于遥控位置;D . 观察 1#发电机屏频率、 电压是否达额定值 (电压 380V , 频率 50HZ , 如未达到则调节 1#发电机屏上的调速手柄往增加方向调节使其达额定值 ; E .调节好 2#电压与频率;B .将并车屏上整步表的切换开关切换至 2#机位置上;C .

48、调节 2#发电机屏上的调速手柄,使整步表沿顺时针方向缓慢转动(一 般旋转一周周期大于 4秒 ;D .当整步表指针接近整步点时,操纵手柄合闸;E .把整步表切换开关打到 0位置(因为整步表是 15 min短时工作制的, 过长时间通电可能烧毁仪表 ;(2负荷转移及分配灯光熄灭法或整步表法并车成功后,都必须调节 1#和 2#机调速手柄,让待 并机带上负荷。A .同时调节 1#机和 2#机调速手柄, 1#发电机调速手柄往减少方向调节, 2#发电机调速手柄往增加方向调节使得 1#发电机减少负荷, 2#发电机增加 负荷,观察并车屏两个功率表指示值的变化;B .观察并车屏功率表指示值,若两台发电机容量相同则

49、应调节到两台发 电机所承担的负荷相同;C .观察并车屏功率表指示值,若两台发电机容量不同则应调节到两台发 电机按比例承担不同的负荷;(3解列A . 同时调节 1#机和 2#机调速手柄, 将要解列的发电机调速手柄往减少方向调节,另一台则往增加方向调节;B .观察并车屏功率表指示值,要解列的发电机功率下降到 5%PN 即可按 下主开关的脱扣按扭(切勿调节到 0功率以下,否则将造成逆功 ;C .解列机退出并联运行后,应将解列机的调速手柄往减少方向调节使解 列机的转速降低,过一会将机组停机;6、 实验报告要求(1记录并车前发电机的频率、电压、功率、电流值及并车、负荷转移 后发电机的频率、电压、功率、电

50、流值(数据用表格形式填写 ;(2并联运行机组当 U 1=U2、 f 1=f 212或 U 1 U2、 f 1=f 21=2(U 、 f 、 分别代表电压、 频率、 相位 会造成什么后果, 用矢量图来分析说明。 (3用灯光明暗法并车时灯泡亮度最大这主要是哪个参数不符合要求引 起的?用矢量图来分析说明。7、思考题(1手动准同步并车应注意哪些事项?通过并车操作你有何体会?(2 手动准同步并车在进行负荷转移及分配为什么不能逐个调节调速手柄 而要同时调节?实验报告集美大学 船舶电气设备及系统实验课程 教学大纲第 1 页共 3页中文:船舶电气设备及系统课程名称英文:Marine Electrical Equipment and System课程编号 081206 1 08学分/学时 4/72所属教研室船舶电气与自动化教研室先修课程 电路与电子技术课程类型 专业课 考核方式 笔试(期末 % +平时 %开课专业