控制系统元件实验教学课件

控制系统元件实验26、机遇对于有准备的头脑有特别的亲和力。27、自信是人格的核心。28、目标的坚定是性格中最必要的力量泉源之一，也是成功的利器之一。没有它，天才也会在矛盾无定的迷径中，徒劳无功。--查士德斐尔爵士。29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉尔。30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯潘。控制系统元件实验控制系统元件实验26、机遇对于有准备的头脑有特别的亲和力。27、自信是人格的核心。28、目标的坚定是性格中最必要的力量泉源之一，也是成功的利器之一。没有它，天才也会在矛盾无定的迷径中，徒劳无功。--查士德斐尔爵士。29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉尔。30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯潘。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2007.6实验项目实验一他励直流电动机、发电机综合实验实验二单相变压器性能实验实验三永磁式直流测速发电机性能实验实验四三相异步电动机启动方法实验三、实验原理及仪器

1、原理接线图实验一他励直流电动机、发电机综合性能实验原理接线图2、仪器仪表的选择（1）直流发电机G选DJ13，校正直流测功机MG作为G的原动机。MG、G及TG由联轴器连接。（2）开关S选用D51组件。（3）Rf1选用D44的1800Ω变阻器，Rf2选用D42的900Ω变阻器，并采用分压器接法。R1选用D44的180Ω变阻器。R2为发电机的负载电阻选用D42，采用串并联接法，阻值为2250Ω。（4）直流电流表、电压表选用D31、并选择合适的量程。

实验一他励直流电动机、发电机综合性能实验3、实验操作步骤电动机实验（1）按实验接线图接好电动机连线。（2）调节MG电枢串联起动电位器R1阻值最大，Rf1阻值最小起动直流电动机MG。

（3）调节他励电动机的转速。

（4）改变电动机的转向。 实验一他励直流电动机、发电机综合性能实验发电机实验测空载特性（1）接好发电机实验原理线路。

（2）在保持n=nN＝1600r/min条件下，从U0＝1.2UN开始，测取7～8组数据，记录于表1中

表1n=nN＝1600r/minIL=0实验一他励直流电动机、发电机综合性能实验U0（V）If（mA）测外特性

在保持n=nN和If＝IfN

不变的条件下，逐次增加负载电阻R2，共取6-7组数据，记录于表2中。

表2n＝nN＝

r/minIf＝IfN＝

mA实验一他励直流电动机、发电机综合性能实验U（V）IL（A）测调整特性

在保持发电机n=nN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IL和励磁电流If，共取5-6组数据记录于表2-4中。

表2-4n=nN＝

r/minU＝UN＝

V实验一他励直流电动机、发电机综合性能实验IL（A）If（mA）四、注意事项

1、直流电动机MG起动时，要注意须将R1调到最大，Rf1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，MG起动运转。起动完毕，应将R1调到最小。

2、做外特性时，当电流超过0.4A时,R2中串联的电阻调至零并用导线短接,以免电流过大引起变阻器损坏。实验一他励直流电动机、发电机综合性能实验五、实验报告

1、画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻R1和磁场调节电阻Rf1应调到什么位置?为什么?2、在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，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？起动时电枢回路必须串联起动变阻器？5、根据空载实验数据,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。

实验一他励直流电动机、发电机综合性能实验实验二单相变压器性能实验一、实验内容

1、空载实验

测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0),cosφ0=f(U0)。

2、短路实验

测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK),cosφK=f(IK)。

3、负载实验

纯电阻负载

保持U1=UN，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。

阻感性负载保持U1=UN，cosφ2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。实验二单相变压器性能实验二、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、屏上排列顺序

D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D43实验二单相变压器性能实验三、实验说明及操作步骤

1、空载实验

图1空载实验接线图实验二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)cosφ0表1实验二单相变压器性能实验

2、短路实验

按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图2接线将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。图二短路实验接线图实验二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）cosφK实验二单相变压器性能实验3、负载实验

实验线路如图3所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电抗XL上。RL选用D42上900Ω加上900Ω共1800Ω阻值，XL选用D43，功率因数表选用D34-3，开关S1和S2选用D51挂箱

图3负载实验接线图实验二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3cosφ2=1U1=UN=

V实验二单相变压器性能实验（2）阻感性负载（cosφ2=0.8）

共测取数据6-7组记录于表4中。

表4cosφ2=0.8U1=UN=

V

序号U2（V）I2（A）实验二单相变压器性能实验四、注意事项

1、在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。2、短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。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差最小？3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。

实验二单相变压器性能实验六、实验报告

1、计算变比2、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4、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“T”型等效电路。5、变压器的电压变化率

6、绘出被试变压器的效率特性曲线实验三永磁式直流测速发电机性能实验一、实验内容及目的：

1、永磁式直流测速发电机空载特性测试。2、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

1、实验设备

2、屏上挂件排列顺序D44、D31、D51、D42实验三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件实验三永磁式直流测速发电机性能实验三、实验说明及操作步骤

1、按图1接线。图中直流电动机M选用DJ23作他励接法，TG选用导轨上的永磁式直流测速发电机，Rf1选用D44上1800Ω阻值，R1选用D44上180Ω阻值，RZ选用D42上6只900Ω电阻串联共5400Ω阻值，并把Rf1调至最小，R1调至最大，RZ调至最大，A表选用D31上20mA档，开关S断开。

2、先接通励磁电源，再接通电枢电源，电动机M运行后将R1调至最小，并调节转速达2000r/min，减小电枢电源输出电压并调节R1和Rf1逐渐使电机减速。记录对应的转速和输出电压。实验三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，重复上面步骤，记录8-9组数据于表2中。

表1n(r/min)U(V)n(r/min)U(V)表2实验三永磁式直流测速发电机性能实验二、实验报告

1、作出U=f(n)曲线。2、叙述直流测速发电机在自动控制系统中主要作用。

实验四三相异步电动机的起动方法实验一、实验内容及目的

1、直接起动2、星形——三角形(Y-Δ)换接起动。3、自耦变压器起动。

二、实验设备及挂件排列顺序

1、实验设备

2、屏上挂件排列顺序D33、D32、D51、D43实验四三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件实验四三相异步电动机的起动方法实验三、实验说明及操作步骤

1、三相鼠笼式异步电机直接起动试验

图1异步电动机直接起动

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。实验四三相异步电动机的起动方法实验

图2三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动2、星形——三角形(Y-Δ)起动实验四三相异步电动机的起动方法实验3、自耦变压器起动

开关S合向右边，合上电源开关，使电机由自耦变压器降压起动，并经一定时间再把