并励直流电机实验分析报告

1、并励直流电机实验分析报告并励直流电机实验分析报告18/18并励直流电机实验分析报告实验二直流并励电动机.实验目的掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特色和机械特色。掌握直流并励电动机的调速方法。.预习重点什么是直流电动机的工作特色和机械特色？答：工作特色：当U=UN，Rf+rf=C时，,n,T分别随P2变；机械特色：当U=UN，Rf+rf=C时，n随T变；2.直流电动机调速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ce可知，转速n和U、I相关，而且可控量只有这两个，我们能够经过调理这两个量来改变转速。即经过人为改变电动机的机械特色而使电动机与负载两条特色的交点随之改变，进而达到调速的目的。.实验项

2、目工作特色和机械特色保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。调速特色改变电枢电压调速保持U=UN、If=IfN常数，常数，测取n=f(Ua)。=T2=改变励磁电流调速保持U=UN，T2=常数，R1=0，测取n=f(If)。察看能耗制动过程四实验设施及仪器1MEL-I系列电机讲课实验台的主控制屏。2电机导轨及涡流测功机、转矩转速丈量（MEL-13）、编码器、转速表。3可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）4直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。5直流并励电动机。6波形测试及开关板（MEL-05）。7三相可调电阻900（MEL-03）。五实验方法1并励电动机的工

3、作特色和机械特色。（1）实验线路如图1-6所示U1：可调直流稳压电源R1、Rf：电枢调理电阻和磁场调理电阻，位于MEL-09。mA、A、V2：直流毫安、电流、电压表（MEL-06）欢迎共阅图1-6直流并励电动机接线图G：涡流测功机IS：涡流测功机励磁电流调理，位于MEL-13。组填入表中（2）测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩2，共取数据7-81-8T表1-8U=UN=220VIf=IfN=0.0748AKa=实Ia（A）1.100.950.800.700.600.500.400.30n（r/min）16001607161816231623164016551669验数T2（N.m）1.181

4、.050.910.810.710.610.500.39据计P2（w）P1（w）258.46225.46104.4682.46算（%）76.778.680.381.081.583.183.282.9数n（%）0.000.441.121.431.432.503.434.31据2调速特色（1）改变电枢端电压的调速表1-9If=IfN2Ua（V）216205196186177173170161n（r/min）16321538147513861313128612561185Ia（A）0.550.5470.5410.5570.5670.5630.570.561（2）改变励磁电流的调速表1-10U=UN=2

5、20V，T2N（r/min）14501546161516501690173917851950If（A）100.580.572.067.763.659.638.147.6Ia（A）0.5520.5950.6050.6300.6440.6650.6720.737能耗制动按图1一7接线U1：可调直流稳压电源R1、Rf：直流电机电枢调理电阻和磁场调理电阻（MEL-09）RL：采纳MEL-03中两只900电阻并联。S：双刀双掷开关（MEL-05）图1-7直流并励电动机能耗制动接线图欢迎共阅六注意事项1直流电动机起动前,测功机加载旋钮调至零.实验做完也要将测功机负载钮调到零，不然电机起动时，测功机会会到冲

6、击。2负载转矩表和转速表调零.若有零偏差，在实验过程中要除掉零偏差。3为安全起动,将电枢回路电阻调至最大,励磁回路电阻调至最小。4转矩表反响速度迟缓，在实验过程中调理负载要慢。5实验过程中依据实验要求,随时调理电阻,使相关的物理量保持常量,保证明验数据的正确性。七实验数据及分析由表1-8计算出P2和，并绘出n、T2、=f(Ia)及n=f(T2)的特色曲线。电动机输出功率P2=0.105nT2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=P2100P1电动机输入电流：I=Ia+IfN由工作特色求出转速变化率：n=nOnN100nN解：对第一组数据，有

7、：P2=0.10516001.18=198.24wI=Ia+IfN=1.1+0.0748A=1.1748AP1=2201.1748=258.46w=P2/P1100=198.24/258.46=77n=（1600-1600）/1600100=0.00同理可得其余数据，见表1-8。转速n的特色曲线以下：转矩T2的特色曲线以下：=f(Ia)的特色曲线以下：n=f(T2)的特色曲线以下：并励电动机调速特色曲线n=f(Ua)以下：并励电动机调速特色曲线n=f(If)以下：绘出并励电动机调速特色曲线n=f(Ua)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弊端。解：

8、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弊端为：调压调速是在基速以下调理转速的方法，电压越小，转速越小。调压调速的长处：（1）可实现无级调速；（2）相对坚固性较好；（3）调速范围较宽，D可达10-20；（4）调速经济性较好。调压调速的弊端：需要一套可控的直流电源。弱磁调速是在基速以上浮理转速的方法，励磁电流减小，磁通变小，转速高升。弱磁调速的优欢迎共阅点：（1）控制方便，能量耗资小；（2）可实现无级调速。弱磁调速的弊端：因为受电动机机械强度和换向火花的限制，转速不可以够太高，调速范围窄，一般要与调压调速配合使用。3能耗制动时间与制动电阻RL的阻值有什么关系？为何？该制动方法

9、有什么弊端？能耗制动时间与制动电阻RL的阻值的大小相关，制动电阻越大，制动过程的时间越长；反之制动时间越短。这是因为在能耗制动过程中，制动时间主要取决于TMn，TMn与制动电阻成正比，所以制动电阻越大，制动过程的时间越长。采纳能耗制动方法泊车的弊端在于在制动过程中，跟着转速的降落，制动转矩跟着减小，制动见效变差。八问题讨论并励电动机的速率特色n=f(Ia)为何是稍微降落？能否会出现上翘现象？为何？上翘的速率特色对电动机运转有何影响？答：依据并励电动机的速率特色公式，若忽视电枢反响，当电枢回路电流增添时，转速降落；若考虑电枢反响的去磁效应，磁通降落可能惹起转速的上涨，即出现上翘现象。这样的变化与

10、电枢回路电流增大惹起的转速降相抵消，对电动机的影响是使电动机的转速变化很小。当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为何会惹起电动机转速降低？答：由直流电动机机械特色的表达式可知，转速与电枢电压成正比、与磁通量成反比，所以降低电压时转速降落。当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会惹起转速的高升，为何？答：因为磁通与励磁电流在额定磁通以下时基本成正比，所以励磁电流减小时，主磁通也跟着减小。由机械特色的表达式可知，当磁通减小时，转速高升。并励电动机在负载运转中，当磁场回路断线时能否必定会出现“飞快”？为何？答：不用然。这是因为当电动机负载较轻时，电动机的转速将快速上涨，造成

11、“飞车”；但若电动机的负载为重载时，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电动机转速减小，但电枢电流将飞快增大，超出电动机赞成的最大电流值，烧毁电枢绕组。九、实验意会经过此次实验，我们基本掌握了用实验的方法测取直流并励电动机的工作特色和机械特色，知道直流电动机的调速原理并掌握了直流并励电动机的调速方法。使我们更进一步认识了直流电动机。实验三三相变压器一、实验目的1经过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。2经过负载实验，测取三相变压器的运转特色。二、预习重点1怎样用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应怎样合理部署仪表。答：在一个三相系统中,任何一相都能够成为另一相的参照点(或基准点)。Y

12、型接法平常选择中性点作为参照点，即即是三相三线制也将中性点作为参照点。Y型接法的利处是每一相的电压、电流和功率都能够独立丈量。假如将三相中的某一相作为参照点，就能够用两只瓦特计丈量整个三欢迎共阅相系统的功率。空载实验：低压侧接电源，功率表、电流表，高压侧开路。短路实验：高压侧接电源、功率表、电流表，低压侧短路。2三相心式变压器的三相空载电流能否对称，为何？答：不对称。依据磁势与励磁电流的关系式、磁通与磁阻的关系式可知：当外施三相对称电压时,三相空载电流不相等,中间相B相较小,A相和C相较大.B相磁路较短B相磁阻较小空载运行时,成立相同大小的主磁通所需的电流就小.3怎样测定三相变压器的铁耗和铜耗

13、。答：空载实验测铁耗，短路实验测铜耗。4变压器空载和短路实验应注意哪些问题？电源应加在哪一方较适合？答：空载实验：空载实验要加到额定电压，当高压侧的额定电压较高时，为了方便于试验和安全起见，平常在低压侧进行实验，而高压侧开路。短路试验:因为短路试验时电流较大，而外加电压却很低，一般电力变压器为额定电压的4%10%，为此为了便于丈量，一般在高压侧试验，低压侧短路。三、实验项目1测定变比2空载实验：测取空载特色U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。3短路实验：测取短路特色UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosK=f(IK)。4纯电阻负载实验：保持U1=U1N，cos2=1的

14、条件下，测取U2=f(I2)。四、实验设施及仪器1MEL1电机讲课实验台主控制屏（含指针式沟通电压表、沟通电流表）2功率及功率因数表（MEL-20）3三相心式变压器（MEL-02）4三相可调电阻900（MEL-03）5波形测试及开关板（MEL-05）6三相可调电抗（MEL-08）五、实验方法欢迎共阅1.测定变比实验线路如图2-4所示主控制屏三相沟通电源输出图2-4三相变压器变比实验接线图表2-6U（V）KUVU（V）KVWU（V）KWUK=1/3(KUVUUUUUU+KVW+KWU)1U1.1V13U1.3V11V1.1W13V1.3W11W1.1U13W1.3U14281083.941510

15、53.94081043.93.946522.空载实验实验线路如图2-5所示主控制屏沟通电源输出图2-5a三相变压器空载实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）序实验数据计算数据号欢迎共阅(V)I0(A)P(W)UIOPU00OOUUUI3U10I3V10I3W10PP(V)(A)(W)cos03U1.33V1.3W3W1.3UO102V11113027290.0-0.572.1128.60.061.54L0.477392239-1.464.1739.60.102.71L0.32738335046-2.756.2147.80.113.46L0.33337045551530.1-4.518.575

16、30.134.06L0.3533255957-6.9811.6757.80.194.69L0.233046665-11.617.33650.295.73L0.15374短路实验主控制屏沟通电源输出图2-6a三相变压器短路实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）欢迎共阅表2-8=30OC序实验数据计算数据号U（V）I（A）P（W）IKKKKUUUII1W1K1PK2UKPKcos1U11V1IP（AK1U1.1V1V1.1U11W1.1U1（V）（W）1114130.222.7413.0.23.20L0.636228190.320.315.7819.670.36.70L0.632140.347.

17、4922.500.38.65L0.636540.369.4525.500.41088L0.613060.370.413.43L0.68728纯电阻负载实验实验线路如图2-7所示主控制屏沟通电源输出欢迎共阅图2-7a三相变压器负载实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）表2-9UUV=U1N=55V；cos2=1序U（V）I（A）号UUUUI1U1I1V1I1W1I21U1.1V11V1.1W11W1.1U121218210228219000022041972142051312125123198190208199191818184188180196188302829295177169185177

18、40384039六、注意事项在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理部署。做短路实验时操作要快，不然线圈发热会惹起电阻变化。七、实验报告：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，此后取其均匀值作为变压器的变比K。K=U1U1.1U2U2U1.2U2绘出空载特色曲线和计算激磁参数(1)绘出空载特色曲线U=f(I)，P=f(U)，cosO=f(U)。OOOOOPO式中：coso3UOIO(2)计算激磁参数从空载特色曲线上查出对应于Uo=UN时的IO和PO值，并由下式算出激磁参数绘出短路特色曲线和计算短路参数（1）绘出短路特色曲线UKK、KK、K。cosK

19、)P=f(I)=f(I)=f(I（2）计算短路参数。从短路特色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。折算到低压方欢迎共阅因为短路电阻rK随温度而变化，所以，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。式中：234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应改为228。阻抗电压IK=IN时的短路耗资利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“”型等效电路。变压器的电压变化率Ucos2cos两条外特色曲线U2=f(I2)，由特色曲线计算出I2=I2N时的电(1)绘出=1和2=0.8压变化率U(2)依据实验求出的参数，

20、算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8时的电压变化率U。U=(UKrcos2+UKxsin2)将两种计算结果进行比较，并分析不一样样性质的负载对输出电压的影响。6.绘出被试变压器的效率特色曲线(1cosP2oI2*2PKN*2)100%I*PcosPIP2N2o2KN(1)用间接法算出=0.8不一样样负载电流时的变压器效率,记录于表2-5中。表2-5cos2=0.8Po=4.06WPKN=0.816W*P2(W)I2(A)0.224.320.0330.448.640.1300.672.960.2940.897.280.5221.0121.600.816欢迎共阅1.214

21、5.921.175*cos2式中：IPN=P（W）；2PKN为变压器IK=IN时的短路耗资（W）；Po为变压器Uo=UN时的空载耗资（W）。*由计算数据绘出2变压器的效率曲线=f(I)。(3)计算被试变压器=max时的负载系数m=。数据办理：Rm=76.51Zm=238.76Xm=226.17R1k=22.67Z1k=36.81X1k=29.00R2k=1.46Z2k=2.36X2k=1.86Rk75=1.70Zk75=2.20Xk75=1.86Uk=2.77%Ukr=2.14%Ukx=2.34%Pkn=0.816wU20U2=1.36%U100%U20U=(UKrcos2+UKxsin2)=

22、4.48%m=2.23画图：绘出空载特色曲线（图1-11、图1-12）cos4.2绘出cos2=1,=0.8两条外特色曲线U2=f(I2)（图1-4）*由计算数据绘出变压器2的效率曲线=f(I)。（图1-5）图1-11图1-12绘出短路特色曲线（图1-2）图1-23.利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“”型等效电路（图1-3）图1-4八、实验意会本次实验做了空载、短路实验以及负载实验，测定了三相变压器的变比和其余参数，和三相变压器的运转特色。学会了功率要素表的使用，对三相变压器有了感性的认识。实验四三相鼠笼异步电动机的工作特色一实验目的1掌握三相异步电机的空载、堵转和负

23、载试验的方法。欢迎共阅2用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特色。3测定三相笼型异步电动机的参数。二预习重点1异步电动机的工作特色指哪些特色？答：1.转速特色2.定子电流特色3.功率因数特色4.电磁转矩特色效率特色2异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？答：励磁电阻Rs励磁电抗Xs转子折算到定子侧的电阻Rr转子折算到定子侧的电抗Xro转子每相的感觉电动势Ero。3工作特色和参数的测定方法。答：经过测取输出功率求异步电动机的工作特色。由空载、短路试验测取异步电动机的等效电路的参数。三实验项目1丈量定子绕组的冷态电阻。2判判断子绕组的首未端。3空载试验。4短路试验。5负载试验。

24、四实验设施及仪器1MEL电机讲课实验台主控制屏。2电机导轨及测功机、矩矩转速丈量（MEL-13）。3沟通功率、功率因数表（MEL-20）。4直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。5三相可调电阻器900（MEL-03）。6波形测试及开关板（MEL-05）。7三相鼠笼式异步电动机M04。五实验步骤1丈量定子绕组的冷态直流电阻。伏安法丈量定子绕组电阻，丈量线路如图3-1。AR：四只900和900220VRS电机电阻相串联（MEL-03）。定子直流可调V一相A：直流毫安表，采纳稳压电源MEL-06200mA绕组档。V：直流电压表，采图3-1用万用表直流20V档。（符号S表示手动三相沟通绕组的电阻的测

25、定接或不接万用表）调理R使A表分别为50mA，40mA，30mA测取三次，取其均匀值，丈量定子三相绕组的电阻值，记录于表3-1中。欢迎共阅表3-1室温30绕组I绕组绕组I（mA）504030504030504030U（V）2.271.821.392.281.851.402.321.871.40R（）45.445.546.345.646.246.646.446.846.7注意事项：在丈量时，电动机的转子须静止不动。丈量通电时间不该超出1分钟。表3-2中绕组I绕组II绕组IIIR（）45.746.146.62判判断子绕组的首未端交交流流电电源源输输出出图3-2三相沟通绕组首尾端的测定先用万用表测出

26、各相绕组的两个线端，将此中的随意二相绕组串联如图3-2所示。3空载试验丈量电路如图3-3所示数据记录以下表3-3序号UAB258223198175142UOC（V）IOL（A）PO（W）主控制屏UOLIAIBICIOLPIPIIPOcosUBCUCA三相沟通0.40.40.40.4-29.46.817.3电源输出258L0.4526225474555552232192220.40.40.40.4-17.31.814.1L0.16321270图3-3a三相笼型异步电机实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）24.712.1图330.40.30.30.3-12.196三相笼型异步电机空载实验接线图

27、L0.1819019508896111731701730.30.30.30.3-9.219.910.6L0.2077676261401391400.30.30.30.3-4.914.09.04L0.25欢迎共阅44238266562600.10.10.00.00.666.016.67L0.536208904短路实验丈量线路如图3-3。表3-4序UOC（V）IOL（A）PO（W）号UABUBCUCAUKIAIBICIKPIPIIPKcosK1687061660.50.50.50.5-2.332.029.7L0.4686770442636159610.00.40.40.4-2.226.624.3L

28、0.4459898243605856580.40.40.40.4-2.221.819.6L0.4245342314515049500.30.30.30.3-2.115.413.3L0.3966561325474347460.30.30.20.3-1.910.99.02L0.360090576383331340.20.20.20.2-1.46.124.67L0.31120157313029300.10.10.10.1-1.23.982.73L0.28665655负载实验表3-5UN=220伏（）序IOL（A）PO（W）T2n（r/min）P2（W）号IAIBICI1PIPIIP1（N.m）10.

29、60.50.60.654.10134.188.0.91367129.239425620.50.50.50.548.49124.172.0.831381120.484873830.50.40.50.438.16108.147.0.711402104.506099140.40.40.40.429.3595.2124.0.60142089.540434750.30.30.30.313.4273.987.40.40144860.84053760.20.20.20.2-18.331.913.7-0.041495-6.3202106六实验报告欢迎共阅计算基准工作温度时的相电阻由实验直接测得每相电阻值，此值

30、为实质冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的定子绕组相电阻：式中rlef换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，；r1c定子绕组的实质冷态相电阻，；ref基准工作温度，对于E级绝缘为75OC；c实质冷态时定子绕组的温度，OCR1R2R346.62357546.1=53.9R1?46.11=R=235302.作空载特色曲线：I0、P0、cos0=f(U?0)以下3作短路特色曲线：IK、PK=f(UK)由空载、短路试验的数据求异步电机等效电路的参数。(1)由短路试验数据求短路参数短路阻抗ZKUK=60IKZK?=207.8?0.503短路电阻rKPK3IK2RK=25?=50?0.

31、5（2）3*322XKZKrK短路电抗XK=207.82502=201.7?式中UK、IK、PK由短路特色曲线上查得，相应于IK为额定电流时的相电压、相电流、r2rKr1三相短路功率。转子电阻的折合值R2=50.0-46.1=3.9?PO定、转子漏抗XK2PO=f(UO)X1X22X201.7?PFeX12=2100.85(2)由空载试验数据求激磁回路参数KUoZo空载阻抗mecIoPZo220?=952.6?0220.40UNUO3图3-4电机中的铁耗和机械耗空载电阻欢迎共阅14.0R0=?=87.5?0.423*（）3空载电抗XO=952.62-87.52=948.6?式中U0、I0、P0

32、相应于U0为额定电压时的相电压、相电流、三相空载功率。XmXOX1激磁电抗Xm=948.6-100.85?=847.8.?激磁电阻9.12Rm=?=57.0?0.423*（）3式中PFe为额定电压时的铁耗，由图3-4确立。作工作特色曲线P1、I1、n、S、cos1=f(P2)S对于n的图像P1、I1、cos1=f(P2)的图像P1,P2,K的关系图像以以下列图所示：由负载试验数据计算工作特色，填入表3-6中。表3-6U1=220V（）If=A序号电动机输入电动机输出计算值I1(A)P1(W)T2(Nm)n(rmin)P2（W）S()()cos110.36188.60.91367129.28.87%68.50%0.7920.33172.80.831381