电机系统实验指导书

1、电机系统实验指导书目 录电机系统使用说明3一、实验台总体布局3二、供电电源3三主要部件说明3四、上电操作步骤10五、断电操作步骤10六、注意事项10七、简易故障维修11第一章 直流电机12实验一 认 识 实 验12实验二 直流发电机16实验三 直流电动机22第二章 变压器26实验一 单相变压器26实验二 三相变压器31实验三 三相变压器的联接组和不对称短路37第三章 异步电机44实验一 三相鼠笼异步电动机的工作特性44实验二 三相异步电动机的起动与调速51第四章 同步电机55实验一 三相同步发电机的运行特性55实验二 三相同步发电机的并联运行60实验三 三相同步电动机65第五章 电机机械特性的

2、测定69实验一 直流他励电动机机械特性69实验二 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性74实验三 异步电机的M-S曲线测绘77实验四 交流伺服电机实验81实验五 步进电动机实验85实验六 单相电容起动异步电动机87第六章 工厂电气控制实验部分90实验一 三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制线路90实验二 三相鼠笼式异步机电动机降压起动控制线路93实验三 三相鼠笼式异步电动机可逆旋转控制线路96实验四 三相鼠笼式异步电动机电气制动控制线路99实验五 三相线绕式异步电动机的起动控制线路102实验六 三相异步电动机的两地控制104实验七 三相异步电动机接触器联锁的正反转控制线路106电机系统使用

3、说明一、实验台总体布局电机系统教学实验台总体外观结构如下图所示。整个实验台由仪表屏、电源控制屏、实验挂箱区、下组件区、电机导轨及测功机、实验电机、实验桌等组成。仪表屏：提供实验时需要的仪表，根据用户的需要配置指针式和数字式表。电源控制屏：对整个实验台的电源进行控制，并通过调压器输出单相或三相连续可调的交流电源。实验桌：内可放置各种组件及电机，桌面上放置测功机及导轨。实验挂箱区：放置实验时所需的仪表，可调电阻器，可调电抗器和开关箱等组件。这些组件在实验台上可任意移动。组件内容可以根据实验要求进行搭配。仪表区三相调压器调节旋钮及电源插座实验挂箱区下组件区实验桌电源控制屏下组件区：主要放置实验时经常

4、需要的直流电源以及比较重的变压器、电抗器。二、供电电源1、整机容量：1.5kVA2、工作电源：3N/380V/50Hz/3A三主要部件说明（一）电机安装、电机加载、转矩及转速测量由电机导轨及测功机、实验电机、转矩及转速测量控制实验箱组成，主要完成四个功能：（A）对电机进行加载；（B）测量电机的转矩；（C）测量电机的转速；（D）对异步电机进行MS曲线测绘。1）电机导轨及测功机：（1）涡流测功机涡流测功机和实验电机同轴连接，当实验电机旋转时，测功机通过涡流产生制动转矩，改变测功机的励磁电流，即可改变制动转矩，被试电动机负载也随之改变。由于涡流损耗转换成热能，在实验过程中，温度的上升是正常的。（2）

5、导轨导轨的作用是安装电机。为了实验时机组安装方便和快速的要求，被试电机均设计成相同的中心高。电机的底脚采用了与普通电机不同的特殊结构形式。在机组安装时，各电机之间通过联轴器同轴联接，被试电机的底脚安放在电机导轨上，只要旋紧两只底脚螺钉，不需做调整，就能准确保证各电机之间的同心度，达到快速安装的目的。涡流测功机堵转孔编码器和NMEL-13的连接线电机安装导轨电机连轴器连轴器之间的橡皮连接头用于移动导轨的手柄，左右各一导轨燕尾槽电机接线盒实验电机熔断器座电源控制开关和测功机相连的14芯航空插座转矩显示调零电位器转矩显示，最大读数为2N.m转速/转矩设定旋钮转速/转矩设定开关转速显示，最大读数为20

6、00rpm.转速信号模拟量输出，最大为直流12V，作为转速反馈用（3）加载及转矩测量当改变施加在测功机上直流励磁电压时，电磁转矩就随着变化，在测功机的下部安装一电阻应变式压力传感器，根据压力传感器输出力的大小即可得出力矩值。（4）转速的测量转速的测量采用光电编码器，即在测功机的转轴上安装一光栅，两边各有一发射管和接收管，根据接收管收到的脉冲周期用单片机进行处理，即可测得转速。2）转矩及转速测量控制实验箱：a“设定方式选择”开关：当开关拨向“转速设定”时，可对异步电机的转速进行控制，由“转速/转矩设定”旋钮进行调节，顺时针调节，转速降低。当开关拨向“转矩设定”时，可对电机的转矩进行控制，由“转速

7、/转矩设定”旋钮进行调节，顺时针调节，转速增加。b航空插座。与测功机相连，提供测功机所需的励磁电流以及转速、转矩反馈信号。 3）实验操作：将电机导轨及测功机的信号线通过一塑料软管与NMEL-13相连。NMEL-13挂件通过国标电源线和实验台相连。根据实验内容分别注意：（1）直流电机实验a确认NMEL-13的“设定方式选择”开关位于“转矩设定”， “转速/转矩设定”旋钮逆时针调到底。b启动电机，缓慢顺时针调节“转速/转矩设定”旋钮，同时观察各仪表直到需要的状态。（2）交流电机负载实验a确认NMEL-13的“设定方式选择”开关位于“转矩设定”， “转速/转矩设定”旋钮逆时针调到底。b确认控制屏左侧

8、的调压器旋钮逆时针到底。b合上交流电源，调节调压器旋钮直到交流输出电压到额定，缓慢顺时针调节“转速/转矩设定”旋钮，同时观察各仪表直到需要的状态。（3）交流电机堵转实验a确认NMEL-13的“设定方式选择”开关位于“转矩设定”， “转速/转矩设定”旋钮逆时针调到底。b在测功机堵转孔中插入一根圆棒（可用小起子代替），将测功机定、转子销住。c确认控制屏左侧的调压器旋钮逆时针到底（需要特别注意）。d合上交流电源，缓慢调节调压器旋钮直至电机电流到额定。（4）交流电机MS曲线测绘a确认NMEL-13的“设定方式选择”开关位于“转速设定”， “转速/转矩设定”旋钮逆时针调到底。b确认控制屏左侧的调压器旋钮

9、逆时针到底。c合上交流电源，缓慢调节调压器旋钮到需要值。d缓慢顺时针调节“转速/转矩设定”旋钮，同时记录电机的转速和转矩。测功机和挂箱的连接如下图：（二）仪表屏为电机实验提供需要的交流电流表、交流电压表、功率表。具体配置由所采购的设备型号不同由所差别。配置（1）：三相交流数字电流表、电压表，单、三相数字功率表，量程可自动选择。配置（2）：交流电流表、电压表为模拟/数字双显示仪表，功率表则为数字显示，量程可根据需要选择。功率表接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。（三）电源控制屏1说明（1）电压表，分别指示三相交流电源输出的线电压。当调节电压调节旋钮时，一般通过观察电压表，确定电

10、压调节旋钮的最终位置。如果发现三只电压表不对称，则可能输入电压缺相或调压器出现故障。三相交流电源输出过流指示灯，当发生过流时，对应相的指示灯亮复位按钮，当故障消除后，按下该按钮，过流指示灯熄灭，电源可恢复正常工作总电源开关交流电源闭合开关交流电源断开开关（2）三相调压器的调节旋钮（位于控制屏的左侧），按顺时针方向电压从小到大变化。三相调压器的容量为1.5kVA，线电压0430V连续可调，为了保证实验者的安全，电网与三相调压器之间接有隔离变压器或漏电保护器。三相调压器可调节单相或三相电压输出。当沿逆时针旋到底输出电压最小，改变旋钮位置，即可调节输出交流电源电压的大小。按下“闭合”开关，调节三相调

11、压器旋钮，U、V、W、N有三相可调电源输出。2使用方法：（1）合上漏电断路器，此时实验台的控制屏左右两边单相电源插座均有220V电源输出，给实验挂箱提供电源的航空插座也已带电。（2）合上绿色按钮开关，此时U、V、W接线柱有强电输出，大小通过三相调压器的调节旋钮进行调节。（3）实验完毕，按下红色按钮开关，断开漏电断路器。（四）NMEL-18/1（直流电机电枢电源）电压调节旋钮，顺时针调节电压提高电源控制开关，当处于“ON”时,电枢电源接通，开始正常工作。直流电压表，反映输出电压的值，最大读数为1.999A。电源输出端，红色为“正”，黑色“副”。绿色发光管，发亮表示电源工作正常。电源保险座，内装玻

12、璃管式熔断器。 直流电机电枢电源主要技术指标为：（1）输出电压：0V250V连续可调（2）最大输出电流：2A电源带有完善的过流保护措施，一旦输出发生过流或短路，可自动降低电压输出，过流或短路消除，自动恢复工作。正常工作时，绿色发光二极管亮，顺时针调节“电压调节”旋钮，电压逐渐提高。实验过程中，初始状态往往要求电机电枢电压调至最低，即“电压调节”旋钮逆时针到底。（五）NMEL-18/2（直流电动机励磁电源）电流调节旋钮，顺时针调节电流增加。电源保险丝座，内装玻璃管式熔断器。电源控制开关，当处于“ON”时,励磁电源接通，开始正常工作。直流电流表，反映输出电流值，最大读数为199.9mA。绿色发光管

13、，发亮表示电源工作正常。电源输出端，红色为“正”，黑色“副”。直流电动机励磁电源，作为恒流源，供直流动电机励磁绕组使用，其主要技术指标为：（1）输出电流：0200mA连续可调（2）最大输出电压：250V正常工作时，绿色发光二极管亮，顺时针调节“电流调节”旋钮，电流逐渐提高。实验过程中，初始状态往往要求电机励磁电流调至最高，即“电流调节”旋钮顺时针到底。在进行直流电动机相关实验时，应按照如下步骤进行：（1）确保直流电机电枢电源“电压调节”旋钮逆时针到底，直流电动机励磁电源“电流调节”旋钮顺时针到底；（2）接通直流电动机励磁电源，通过观察励磁电流确认励磁电源已建立。（3）接通直流电动机电枢电源。（

14、4）根据实验要求，分别对电枢电源和励磁电源进行调节。实验结束时，需首先断开电机电枢电源，再切断励磁电源。（六）NMEL-18/3（同步发电机励磁电源/直流发电机励磁电源）电流调节旋钮，顺时针调节电流增加。功能转换开关，当接直流电机时，开关拨向“直流电机”，当接同步电机时，开关拨向“同步电机”。电源控制开关，当处于“ON”时,励磁电源接通，开始正常工作。直流电流表，反映输出电流值。作为直流电机励磁电源时，最大读数为199.9mA，当作为同步电机励磁电源时，最大读数为2.5A。绿色发光管，发亮表示电源工作正常。电源输出端，红色为“正”，黑色“副”。同步发电机励磁电源/直流发电机励磁电源属电流源，通

15、过开关切换，可分别对直流发电机和同步电机提供励磁，其主要技术指标为：1）作为直流发电机励磁电源：（1）输出电流：0200mA连续可调（2）最大输出电压：250V；2）作为同步发电机励磁电源：（1）输出电流：02.5A连续可调（2）最大输出电压：25V；电流调节旋钮顺时针调节时电流输出增大，工作时绿色工作指示灯亮。（七）NMEL-03/4（可调电阻）在使用中，为了避免电流过大，一般在上电前，把调节旋钮逆时针调到底，再根据需要，顺时针调节旋钮使阻值逐渐减小。注意事项：（1）当熔断器烧毁时，只能更换同容量的熔断器，千万不可任意放大容量，否则有可能损坏电阻盘。（2）调节旋钮时，需缓慢调节，当感觉调到底

16、时，不可加大力气，强行调节，否则可能损坏电阻两端的卡位装置。主要作为直流发电机或变压器的负载，可调范围360W-2160W，顺时针调节电阻减少。绕线电机的起动电阻，三个端子分别接绕线电机的转子引出端，转动旋钮，同时改变三相电阻，变化范围为0、2W、5W、15、五档三相可调电阻R2，和R3串联使用时，可作为三相变压器和同步电机的负载使用，转动旋钮，三相电阻同时改变。每一相电阻可单独使用，电阻之间也可以串联或并联使用。固定电阻，使用时需要注意其功率。三相可调电阻R3，使用方法同R2.熔断器座，更换熔断器时，必须同容量，万不可放大容量。（八）NMEL-06（直流电压电流表）本实验台的直流仪表均采用3

17、1/2数字式显示（ICL7107）。电压表量程分2V、20V、300V四档。电流表量程分2A、5A。数字式仪表显示的数值为有效值，但由于告警电路是根据输入的最大值来整定的，因而当输入直流脉动电压或电流时，虽然显示未超量程，但告警线路仍可能工作。设有过量程保护电路，一旦输入电压超过量程的5%10%，则仪表告警，切断实验台的主电源，同时，告警指示发光二极管发亮。当故障排除后，按下复位按钮，仪表恢复正常工作。本实验箱通过一个航空插座和实验台相连。实验台通过航空插座向实验箱提供电源，而实验箱通过航空插座向实验台提供告警信号。电压表、电流表各带有电源开关，当闭合船型开关后，实验箱的总电源接通，各仪表的工

18、作与否可单独控制。电压输入端，红为正，黑为副告警指示发光二极管，当输入电压超量程时，该管亮，同时切断主电源复位按钮，当故障消除后，按下按钮，仪表及电源恢复正常。实验箱总电源开关电源熔断器座，更换时不可放大容量读数显示，最大读数由量程选择琴键开关，红色控制仪表电源，当按下开关（处于“ON”状态）,仪表通电开始工作。其余按键则为量程选择开关四、上电操作步骤1、合上漏电保护器。此时红色断开指示灯亮。控制屏上所有单相电源有交流220V电压，控制三相交流表的电源、所有挂件电源及同步电机励磁电源均得电。2、将三相调压器旋钮逆时针旋到底，按下绿色“闭合”按钮，听到继电器吸合声，红色“断开”按钮指示灯熄灭，“

19、闭合”按钮指示灯亮，将直流电机励磁电源和可调直流稳压电源的电源开关打向ON处，则直流电机励磁电源有220V240V的直流电压输出。可调直流稳压电源告警灯亮，若按下复位按钮，则电压输出显示有电压指示，当调节电压调节旋钮，则会有80250V的直流电压输出。3、顺时针调节调压器旋钮，则三只指针表将会有相同幅值的电压输出，用交流表测量U、V、W、N输出将会有交流电压显示。4、实验可按照实验指导书上的要求完成。5、如果不需要用三相交流电输出、直流电机励磁电源、可调直流稳压电源，可不必按下绿色“闭合”按钮。五、断电操作步骤1、按下断开按钮，断开指示灯亮，将所有实验挂箱及仪表电源开关打向OFF处。2、断开漏

20、电保护器。六、注意事项1、如果设备的问题需要检查或更换保险，必须断电操作，若有保险丝烧坏，可用同规格保险丝换上，不可增大或减小。2、电机与导轨连接时不要用力过猛，并且必须连上橡皮连接头和电机固定螺丝，防止飞车导致意外。3、当实验失败导致电路告警时，交流电源调节从零开始（调压器调至最小电压输出），重新按照实验步骤进行实验操作。4、仪表使用时注意量程选择，防止经常性告警而扰乱正常的教学环境。5、电阻盘转动不要用力过猛，以免损坏电阻盘。6、励磁电源和直流稳压电源不能混淆，以免损坏设备。7、使用变压器时不应超负荷运作。8、挂箱搬动需轻拿轻放，以免损坏挂件。9、用烙铁时需用烙铁架，不应直接放于实验桌及主

21、控屏上，以免烧坏实验桌和主控屏及其他设备。七、简易故障维修序号故 障 现 象故 障 原 因1漏电保护器合不上（1）漏电保护器脱扣器弹出（按下脱扣器即可）（2）设备接线或设备中存在短路2指针式仪表缺相（1）总电源输入缺相（2）电源插座没有插好（3）输入保险丝、输出保险丝有损坏3上电告警（1）调压器输出电压过高（2）接线错误导致过压、过流（3）测量仪表量程选择不正确4交流伺服电机电源无（1）总电源缺相（2）面板3A电机电源保险烧5可调直流稳压电源，无输出电压电源没有插好6励磁电源无输出保险丝烧7可调电阻箱电阻大保险丝烧坏8直流表无电源挂箱保险烧9所有单相220V电源无主控制屏供电线路板5A保险烧第

22、一章 直流电机实验一 认 识 实 验 一实验目的1学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。2认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等部件及使用方法。3熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。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，励磁电源和电枢电源应如何调节？为什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？3直流电动机调速及改变转向的方法。三实验项目1了解电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安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

23、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1直流电动机电枢电源（NMEL-18/1）2直流电动机励磁电源（NMEL-18/2）3可调电阻箱（NMEL-03/4）4电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13A）5直流电压、电流表6直流并励电动机M03五实验说明及操作步骤1由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法，注意事项。2在控制屏上按次序悬挂NMEL-13、NMEL-03/4组件，并检查NMEL-13和涡流测功机的连接。3用伏安法测电枢的直流电阻，接线原理图见图1-1。R：可调电阻箱（NMEL-03/4）中的单相可调电阻R1。V：

24、直流电压表A：直流安培表（1）经检查接线无误后，直流电动机电枢电源调至最小，R1调至最大，直流电压表量程选为300V档，直流电流表量程选为2A档。（2）依次按下主控制屏绿色“闭合”按钮开关，使直流电动机电枢电源的船形开关处于“ON”，建立直流电源，并调节直流电源至110V输出。调节R1使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，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大的误差），改变电压表量程为20V，迅速测取电机电枢两端电压UM和电流Ia。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取UM、Ia，填入表1-1。（3）增大R（逆时针旋转）使电流分别达到0

25、.15A和0.1A，用上述方法测取六组数据，填入表1-1。取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=。表1-1 室温 0C序号UM（V）Ia（A）R（）Ra平均（）Raref（）1Ra11Ra1Ra12Ra132Ra21Ra2Ra22Ra233Ra31Ra3Ra32Ra33表中Ra1=（Ra11+Ra12+Ra13）/3Ra2=（Ra21+Ra22+Ra23）/3Ra3=（Ra31+Ra32+Ra33）/3（4）计算基准工作温度时的电枢电阻由实验测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值，冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：Raref=Ra 式中Raref换算到基准工作温

26、度时电枢绕组电阻。（）Ra 电枢绕组的实际冷态电阻。（）ref基准工作温度，对于E级绝缘为750C。a 实际冷态时电枢绕组的温度。（0C）4直流电动机的起动实验开始时，将NMEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关拨向“转矩控制”，”转速/转矩设定” 旋钮逆时针旋到底。（1）按图1-2接线，检查电机导轨和NMEL-13A的连接线是否接好，电动机励磁回路接线是否牢靠。（2）将直流电动机电枢电源调至最小，直流电动机励磁电源调至最大。（3）合上控制屏的漏电保护器，按次序按下绿色“闭合”按钮开关，分别使直流电动机励磁电源船形开关和直流电动机电枢电源船形开关处于“ON”位置，此时，电动机电枢电源的绿

27、色工作发光二极管亮，指示直流电压已建立，调节旋钮，使电动机电枢电源输出220V电压。5调节他励电动机的转速 （1）分别改变电动机电枢电源和励磁电流，观察转速变化情况。（2）调节”转速/转矩设定” 旋钮，改变转矩，注意转矩不要超过1.1N.m，以上两种情况可分别观察转速变化情况。6改变电动机的转向将直流电动机电枢电源调至最小，”转速/转矩设定”旋钮逆时针调到底，先断开电动机电枢电源，再断开励磁电源，使电动机停机，将电枢或励磁回路的两端接线对调后，再按前述起动电机，观察电动机的转向及转速表的读数。六注意事项1直流他励电动机起动时，须将励磁电源调到最大，先接通励磁电源，使励磁电流最大，同时必须将电枢

28、电源调至最小，然后方可接通电源，使电动机正常起动，起动后，将电枢电源调至220V，使电机正常工作。2直流他励电机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时，必须将电枢电源调回最小值，励磁电源调到最大值，给下次起动作好准备。3测量前注意仪表的量程及极性，接法。七实验报告1画出直流并励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，电动机电枢电源和电动机励磁电源应如何调节？为什么？2减小电枢电源，电机的转速如何变化？减小励磁电源，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为什么要求直流并励电动机磁场回路的接线要牢靠？实验二 直流发电机一实验目的1掌握用实验方法测定直流发电机的

29、运行特性，并根据所测得的运行特性评定该电机的有关性能。2通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。二预习要点1什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取。2做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？3并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？4如何确定复励发电机是积复励还是差复励？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Uo=f(If)。（2）外特性：保持n=nN，使If =IfN，测取U=f(I)。（3）调节特性：保持n=nN，使U=UN，测取If =f(I)。2并励发电机（1）观察自励过程（2）

30、测外特性：保持n=nN，使Rf =常数,测取U=f(I)。3复励发电机积复励发电机外特性：保持n=nN，使Rf=常数，测取U=f(I)。四实验设备1直流电动机电枢电源（NMEL-18/1）2直流电动机励磁电源（NMEL-18/2）3同步发电机励磁电源/直流发电机励磁电源（NMEL-18/3） 4可调电阻箱（NMEL-03/4）5电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13A）6开关板（NMEL-05D）7直流电压、毫安、安培表8直流发电机M01 9直流并励电动机M03五实验说明及操作步骤1他励发电机。按图1-3接线S1：双刀双掷开关（NMEL-05D）R1：发电机负载电阻（NMEL-03/4

31、中R1）。V、A：分别为直流电压表（量程为300V档），直流安倍表（量程为2A档）。（1）空载特性a打开发电机负载开关S1，将NMEL-18/3中纽子开关拨向直流发电机励磁，直流发电机励磁电流调至最小，接通直流发电机励磁电源，注意选择各仪表的量程。b调节直流电动机电枢电源至最小，直流电动机励磁电流最大，接通直流电动机励磁电源，接通直流电动机电枢电源，使电机旋转。b从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可先停机，将直流电动机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调节电动机电枢电源至220V，再调节电动机励磁电流，使电动机（发电机）转速达到1600r/min（额

32、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调节发电机励磁电流，使发电机空载电压达UO=1.2UN（240V）为止。f在保持电机额定转速（1600r/min）条件下，从UO=1.2UN开始，单方向调节直流发电机励磁电流，使发电机励磁电流逐次减小，直至If=o。每次测取发电机的空载电压UO和励磁电流If，只取7-8组数据，填入表1-2中，其中UO=UN和If=0两点必测，并在UO=UN附近测点应较密。表1-2 n=nN=1600r/minUO（V）If（mA）（2）外特性a在空载实验后，把发电机负载电阻R1调到最大值，合上负载开关S1。b同时调节电动机励磁电流，发电机励磁电流和负载电

33、阻R，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IfN= mA.c在保持n=nN和If2=IfN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S1），共取6-7组数据，填入表1-3中。其中额定和空载两点必测。表1-3 n=nN=1600r/min， If=IfNU（V）I（A）（3）调整特性a断开发电机负载开关S1，调节发电机励磁电流，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S1，调节负载

34、电阻R1，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If，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If，共取5-6组数据填入表1-4中。表1-4 n=nN=1600r/min，U=UN=200VI（A）If（A）2并励直流发电机（1）观察自励过程a断开主控制屏电源开关，即按下红色按钮。按图1-4接线。S1、S2：开关（NMEL-05D）V、A：直流电压表（量程为300V档）、直流电流表（量程为2A档）。Rf：NMEL-03/4中R2和R3的电阻单相串联（可取其中A相，将A2和A3短接，A1和A4引出），并调至最大。R1：发电

35、机负载电阻（NMEL-03/4中R1）。b断开S1、S2，按前述方法（他励发电机空载特性实验b）起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速n=nN，用直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改接他励进行充磁。c合上开关S2，逐渐减少Rf，观察电动机电枢两端电压，若电压逐渐上升，说明满足自励条件，如果不能自励建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。（2）外特性a在并励发电机电压建立后，调节负载电阻R1到最大，合上负载开关S1，调节电动机的励磁电流，发电机的磁场调节电阻Rf和负载电阻R1，使发电机n=nN，U=UN，I=IN。b保证此时Rf的值和n=nN不变的条件下，逐步减小

36、负载，直至I=0，从额定到负载运行范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，共取6-7组数据，填入表1-5中，其中额定和空载两点必测。表1-5 n=nN=1600r/min Rf=常值U（V）I（A）3复励发电机（1）积复励和差复励的判别a接线如图1-5所示。S1、S2：开关（NMEL-05D）V、A：直流电压表（量程为300V档）、直流电流表（量程为2A档）。Rf：NMEL-03/4中R2和R3的电阻单相串联（可取其中A相，将A2和A3短接，A1和A4引出），并调至最大。R1：发电机负载电阻（NMEL-03/4中R1）。按图接线，先合上开关S2，将串励绕组短接，使发电机处于并励状态运行，按上述

37、并励发电机外特性试验方法，调节发电机输出电流I=0.5IN，n=nN，U=UN。b打开短路开关S2，在保持发电机n，Rf和R1不变的条件下，观察发电机端电压的变化，若此电压升高即为积复励，若电压降低为差复励，如要把差复励改为积复励，对调串励绕组接线即可。（2）积复励发电机的外特性。实验方法与测取并励发电机的外特性相同。先将发电机调到额定运行点，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时的Rf和n=nN不变的条件下，逐次减小发电机负载电流，直至I=0。从额定负载到空载范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，共取6-7组数据，记录于表1-6中，其中额定和空载两点必测。 表1-6 n=nN = rmi

38、n Rf=常数U（V）I（A） 六注意事项起动直流电动机时，先把电枢电源调至最小，励磁电源调至最大，起动完毕后，再调节电枢电源。 七实验报告1根据空载实验数据，作出空载特性曲线，由空载特性曲线计算出被试电机的饱和系数和剩磁电压的百分数。2在同一张座标上绘出他励、并励和复励发电机的三条外特性曲线。分别算出三种励磁方式的电压变化率：U=100%并分析差异的原因。3绘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，为什么负载增加时，要保持端电压不变，必须增加励磁电流的原因。实验三 直流电动机一实验目的1掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。2掌握直流电动机的调速方法。二预习要

39、点1什么是直流电动机的工作特性和机械特性？2直流电动机调速原理是什么？三实验项目1工作特性和机械特性保持U=UN 和If =IfN 不变，测取n、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。2调速特性（1）改变电枢电压调速保持U=UN 、If=IfN =常数，T2 =常数，测取n=f(Ua)。（2）改变励磁电流调速保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。（3）观察能耗制动过程四实验设备1直流电动机电枢电源（NMEL-18/1）2直流电动机励磁电源（NMEL-18/2）3可调电阻箱（NMEL-03/4）4电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13A）5开关（NMEL-05D）

40、6直流电压、电流表7直流并励电动机M03五实验方法1他励电动机的工作特性和机械特性。实验线路如图1-6所示。V、A：直流电压表（量程为300V档）、直流电流表（量程为2A档）。a将直流电动机励磁电源调至最大，直流电动机电枢电源调至最小。检查涡流测功机与NMEL-13A是否相连，将NMEL-13A“转速控制”和“转矩控制”选择开关拨向“转矩控制”，”转速/转矩设定”旋钮逆时针旋到底，使船形开关处于“ON”，按实验一方法起动直流电机，使电机旋转，并调整电机的旋转方向，使电机正转。b直流电机正常起动后，调节直流电动机电枢电源的输出至220V，再分别调节直流电动机励磁电源和“转速/转矩设定”旋钮，使电

41、动机达到额定值：U=UN=220V，I=IN，n=nN=1600r/min，此时直流电机的励磁电流If=IfN（额定励磁电流）。c保持U=UN，If=IfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即逆时针调节”转速/转矩设定”旋钮，测取电动机电枢电流I、转速n和转矩T2，共取数据7-8组填入表1-8中。表1-8 U=UN=220V If=IfN= mA实验数据I（A）n（r/min）T2（N.m）计算数据P2（w）P1（w）（%）n（%）2调速特性（1）改变电枢端电压的调速实验线路如图1-6所示。a按上述方法起动直流电机后，同时调节”转速/转矩设定”旋钮，直流电动机电枢电压和直流电动机励磁电流，使

42、电动机的U=UN，I=0.5IN，If=IfN，记录此时的T2= N.m。b保持T2不变，If=IfN不变，逐次降低电枢两端的电压U，每次测取电压U，转速n和电枢电流I，共取7-8组数据填入表1-9中。表1-9 If=IfN= mA，T2= N.mU（V）n（r/min）I（A）（2）改变励磁电流的调速a直流电动机起动后，将直流电动机励磁电流调至最大，调节直流电动机电枢电源为220V，调节”转速/转矩设定”旋钮，使电动机的U=UN，Ia=0.5IN，记录此时的T2= N.mb保持T2和U=UN不变，逐次减小直流电动机励磁电流，直至n=1.3nN，每次测取电动机的n、If和Ia，共取7-8组数据

43、填写入表1-10中。表1-10 U=UN=220V，T2= N.mn（r/min）If（A）I（A）（3）能耗制动按图1-7接线。R1：采用NMEL-03/4中电阻R1。S：双刀双掷开关（NMEL-05D）a将开关S1合向电枢电源端，电枢电源调至最小，磁场电源调至最大，起动直流电机。b运行正常后，将开关S1合向中间位置，使电枢开路，电机处于自由停机，记录停机时间。c重复起动电动机，待运转正常后，把S1合向电阻R1端，选择不同R1阻值，观察对停机时间的影响，记录停机时间。六实验报告1由表1-8计算出 P2和，并绘出n、T2、=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲线。电动机输出功率P2=0.105n

44、T2式中输出转矩T2 的单位为Nm，转速n的单位为rmin。电动机输入功率P1=UI电动机效率=100由工作特性求出转速变化率：n= 1002绘出并励电动机调速特性曲线n=f(U)和n=f(If)。分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。3能耗制动时间与制动电阻R1的阻值有什么关系？为什么？该制动方法有什么缺点？第二章 变压器实验一 单相变压器一实验目的1通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。2通过负载实验测取变压器的运行特性。二预习要点1变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？2在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误

45、差最小？3如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗？ 三实验项目1空载实验 测取空载特性UO=f(IO)，PO=f(UO)。2短路实验 测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(I)。3负载实验 保持U1=U1N，=1的条件下，测取U2=f(I2)。 四实验设备1交流电压表、电流表、功率、功率因数表2可调电阻箱（NMEL-03/4）3开关（NMEL-05D）4单相变压器五实验方法1空载实验实验线路如图2-1。实验时，变压器低压线圈2U1、2U2接电源，高压线圈1U1、1U2开路。A、V1、V2分别为交流电流表、交流电压表。其中用一只电压表，交替观察变压器的原、副边电压读数。W为功率表，需注意电压线圈

46、和电流线圈的同名端，避免接错线。a未上主电源前，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底。并合理选择各仪表量程。b合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN。c然后，逐次降低电源电压，在1.20.5UN的范围内；测取变压器的U0、I0、P0，共取67组数据，记录于表2-1中。其中U=UN的点必须测，并在该点附近测的点应密些。为了计算变压器的变化，在UN以下测取原边电压的同时测取副边电压，填入表2-1中。e测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。表2-1序 号实 验 数 据计算数据U0（V）I0（A）PO（W）U1U1。1U2123456

47、72短路实验实验线路如图2-2。（每次改接线路时，都要关断电源）实验时，变压器T的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。A、V、W分别为交流电流表、电压表、功率表，选择方法同空载实验。a未上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底。b合上交流电源绿色“闭合”开关，接通交流电源，逐次增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN为止。在0.51.1IN范围内测取变压器的UK、IK、PK，共取67组数据记录于表2-2中，其中IK=IN的点必测。并记录实验时周围环境温度（OC）。表2-2 室温= OC序 号实 验 数 据计算数据U（V）I（A）P（W）1234563负载实验实验线路如图2-3所示。变压器T低压线

48、圈接电源，高压线圈经过开关S接到负载电阻R上。R选用NMEL-03/4的R1电阻。开关S采用NMEL-05D的双刀双掷开关，电压表、电流表、功率表（含功率因数表）的选择同空载实验。a未上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底，S断开，负载电阻值调节到最大。b合上交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN。c在保持U1=UN的条件下，合下开关S，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻R的值，从空载到额定负载范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。d测取数据时，I2=0和I2=I2N必测，共取数据67组，记录于表3-3中。表3-3 =1 U1=UN序 号1234567U2（V）I2（A）

49、六注意事项1在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置。2短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。七实验报告1计算变比由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。K=U1u1.1U2U2u1.2u22绘出空载特性曲线和计算激磁参数（1）绘出空载特性曲线UO=f(IO)，PO=f(UO)，=f(UO)。式中：（2）计算激磁参数从空载特性曲线上查出对应于Uo=UN时的IO和PO值，并由下式算出激磁参数 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UK=f(IK)、PK=f(IK)、=f(IK)。（2）计算短路参数。从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK=IN时的UK和PK 值，由下式算出实验环境温度为（OC）短路参数。折算到低压方 , , 由于短路电阻rK随温度而变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75OC时的阻值。 式