电机学实验AI报告册答案提示(电子班)

PAGEPAGE17直流发电机实验名称直流发电机三．实验总结1、列出被试并励发电机、他励发电机额定数据。他励发电机：If=0.306A，R0=4.8Ω，nN=1450r/min，UN=230V，IN=4.78A。2、他励发电机空载实验表1-1他励发电机空载实验测量数据nN=1450r/min序号12345678910U0(V)270250230200160140120907025If0(A)0.4550.330.250.180.120.10.080.050.0403、他励发电机外特性实验表1-2他励发电机负载实验测量数据If=0.4A，nN=1450r/min序号12345678UF(V)230234238239243248257270IF(A)4.843.53.02.521.00他励发电机调整特性实验表1-3他励发电机调整特性实验测量数据UN=230V，nN=1450r/min序号1234567If(A)0.380.3550.340.310.2950.2750.27IF(A)54.23.42.72.251.61.1并励发电机外特性实验表1-4并励发电机外特性实验测量数据序号12345678IF(A)4.843.532.521.10UF(V)230238242248253259262280根据实验数据用坐标纸分别绘出他励直流发电机的空载特性U0=f(If)、调整特性If=f(I)。结果表明：发电机空载特性反应电机磁化性能，随着励磁电流增加空载电压增加，达到饱和后趋势变缓。结果表明：电机负载增加，为保持端电压不变必须加大励磁电流。根据实验数据在同一坐标纸上绘出他励直流发电机、并励直流发电机的外特性U=f(I)。结果表明：电机负载增加端电压呈下降趋势，并励发电机下降比他励发电机端电压下降快。根据实验数据列式求出他励和并励发电机在额定负载下的电压调整率△U。（1）他励电压调整率△U△U=14.81%（2）并励电压调整率△U△U=17.86%对他励和并励电机额定工况下发电机电压调整率△U的差异原因进行分析。提示：根据两种电机的电动势平衡方程进行分析，并励电机端电压下降还会引起励磁电流降低，故特性下降趋势强于他励电机外特性。思考题直流发电机外特性实验时，当发电机负载电流增加，机组转速发生变化的原因是什么？提示：根据电动势平衡方程进行分析

直流电动机实验名称直流电动机三．实验总结1、列出被试电动机额定数据。他励直流电动机：额定电压220V，额定电流8.7A，励磁电压220V，励磁电流0.38A，额定转速1500r/min，电枢电阻2.3Ω。电动机工作特性实验表2-1直流电动机工作特性实验测量数据If1N=0.38A，UDN=220V序号123456789（去联轴）I/A8.7876543.02.51.08Ia/A8.327.626.625.624.623.622.622.120.7n/(r/min)168016851698170317111718172917201760IF(A)7.46.86.15.03.92.81.71.10UF1821942122342462602702760注：表中Ia=I-If1N。根据表2-1计算出效率特性、转矩特性数据填在表2-2中。表2-2直流电动机效率特性、转矩特性计算数据If1N=0.38A，UDN=220V序号12345678I/A8.7876543.02.5n/(r/min)16801685169817031711171817291720T28.627.876.765.664.543.42.241.68η0.7930.7890.780.7650.7390.6960.6160.549注：P1——电动机输入电功率，P1=UD·I，电枢电流：Ia=（I-If1），pa=Ia2·Ra电动机的输出功率：P2=P1-p0-pa，电动机效率：ηD=P2/P1。电动机的输出转矩T2=9.55·。根据表2-1计算出机械特性填在表5-3中。表2-3他励电动机机械特性实验数据序号12345678Ia/A8.327.626.625.624.623.622.622.12n/(r/min)16801685169817031711171817201729T(Nm)9.9099.1598.0496.9495.8294.6893.5292.969注：表中T=T2+T0。根据实验数据在坐标纸上绘出他励电动机工作特性。结果表明：直流电动机随着负载增加，转速下降、转矩与负载成正比增加。结果表明：直流电动机随着负载增加，效率先增大后减小，在额定负载附近达到最大效率。根据实验数据与计算结果在坐标纸上绘出他励电动机机械特性。结果表明：直流电动机机械特性为效率小的下降线性特性。四．思考题画他励直流电动机自然机械特性与三种人为特性。提示：见教材

直流电动机起动和调速实验实验名称直流电动机起动和调速实验三．实验总结1、写出并励（他励）直流电动机的额定数据。答：UN=220V，IN=8.7A，PN=1.5KW，nN=1500r/min，IfN=0.38A，励磁方式：他励2、并励（他励）直流电动机改变电枢电压调速实验表3-1改变电枢电压调速实验数据If1N=0.38A，T2=_______N·m序号1234567Ua（V）220213207196179169n(r/min)170416481599143913741291I（A）5.85.785.785.755.755.75Ia（A）5.425.45.45.375.375.37注：表中Ia=I-If1。3、改变励磁电流调速调速试验表3-2改变励磁电流调速实验数据UDN=220V，T2=______N·m序号1234567If1(A)0.390.370.340.320.3050.2940.28n(r/min)1690171017561793181818461898I(A)5.755.85.956.16.156.256.5Ia(A)5.365.435.615.785．8455.9566.22n*Ia*If3532.73435.63349.43316.332413232.53305.6注：表中Ia=I-If1。4、画出降压调速特性n=f(Ua)结果表明：磁场不变情况下，带恒转巨负载，随着电枢电压不断降低，转速基本成正比下降。5、画出变励磁调速特性n=f(If)。结果表明：在超过额定转速以上范围内，采用弱磁调速，磁场越小，转速越高。5、画出变励磁近似功率特性P’=f(If)。其中P’=P*K为表3-2最后一行n*Ia*If。因为P=TΩ，而T与磁通和电枢电流Ia成正比，进而P正比于转速n、电枢电流Ia和励磁电流If的乘积。结果表明：功率基本相同，此时调速为恒功率调速。四．思考题分析并励直流电动机两种调速方法的优缺点。答：提示：从调速性能的指标分别进行对比（包括）三相绕组与旋转磁场实验实验名称三相绕组与旋转磁场实验三．实验总结1、列出被试交流绕组主要参数。Z=36、2P=6、a=1、60°相带极距τ=Z/2P=36/4=6槽每极每相槽数q=Z/2mp=36/4×3=2槽槽间电角度α=P360/Z=3×360/36=30°2、画出A相绕组展开图。四．思考题1、采用木模定子，绕组电阻很小，可直接加电网电压吗？提示：可以，因为反电动势大，故电流小2、旋转磁场的转向、转速与什么有关？提示：旋转磁场的转向由相序决定，转速与频率、极对数有关三相鼠笼异步电动机的工作特性实验名称三相鼠笼异步电动机的工作特性三．实验总结列出被试电动机额定数据。测量定子绕组的冷态直流电阻表5-1测量定子绕组的冷态直流电阻实验数据室温25℃绕组V绕组W绕组UI（A）22.5522.5522.55U（V）3.24.083.24.083.24.08R（Ω）1.61.61.6绕组电阻R25（Ω）=1.6=r1R75（Ω）=1.6×（235+75）/（235+25）=1.9Ω空载试验表5-2三相异步机空载实验数据序号UO（V）IO（A）PO（W）14544.4253223802.8831133602.627043402.3724352901.8420362501.5117771801.0512881470.8911891100.82111根据实验数据在坐标纸上作空载特性曲线。短路实验表5-3三相异步机短路实验数据室温20℃序号UK（V）IK（A）PK（W）1925.434952834.8739937042764603.5205552.53.01536372.07219119根据实验数据在坐标纸上作短路特性曲线。由空载、短路试验的数据求异步电机等效电路的参数。短路阻抗参数取额定电流时候一组数据进行计算UK=83V，IKN=4.87A，P0=399WX1≈X2／≈XK/2=4.02Ωr2／=rK-r1=5.6-1.6=4Ω励磁阻抗参数取额定电压时候一组数据进行计算：U0=UN=380V；I0=2.88A；P0=311WP/=P0－3×I02×r1根据P/=f(U02)作图分离出额定点铁耗PFe=180W，机械损耗Pfw=91W。Xm=X0－X1=75.9-4.02=71.88Ω负载实验表5-4三相异步机负载实验数据UN=380伏（Y）序号IOL（A）PO（W）n（r/min）T2（N.m）15.33061142315.2224.872761143513.6734.32289144511.4844.0202214531053.5152514637.3476380914843.3572.8331714960.6由负载试验数据计算工作特性，填入表5-5中。表5-5三相异步电动机工作特性U1=380V（Y）序号电动机输入电动机输出计算值I1(A)P1(W)T2(N·m)n(r／min)P2（W）S(％)η(％)cos115.3306115.22142322740.0510.740.87724.87276113.67143520590.0430.750.8634.3228911.48144517410.0370.760.8144.0202210145315260.0310.7540.76853.515257.347146311300.0230.740.66638093.3514845220.0110.6450.4172.833170.61496940.0030.30.17根据表5-5的数据在坐标纸上作工作特性曲线P1、I1、n、η、S、cos1=f(P2)。结果表明：异步电动机随着负载增加，转速略有下降，转矩与负载近似成正比。结果表明：异步电动机随着负载增加，效率、功率因数先增大后减小。思考题由空载、短路试验数据求取异步电机的等效电路参数时，有哪些因素会引起误差？提示：测量误差、电压大小影响磁场饱和程度笼型异步电机起动实验实验名称笼型异步电机起动实验三．实验总结1、写出三相笼型异步电动机额定数据。答：UN=220V，IN=6.4A，PN=1.5KW，nN=1400r/min2、三相笼型异步电动机直接起动试验表6-1U（V）△直接（220V）Ist（A）31结果表明：起动电流是额定电流的4.84倍。3、星形——三角形（Y-△）起动表6-2U（V）Y/△Ist（A）10.3结果表明：起动电流是额定电流的1.61倍。4、自耦变压器降压起动表6-3U（V）降压80V降压110V降压160VIst（A）不转1522结果表明：降压过低，有可能无法起动，降低至110V、160V后起动电流分别为额定电流的2.34倍和3.44倍。5、比较三种起动方式表6-4U△直接（220V）Y/△降压110V起动电流倍数uIst4.841.612.34结果表明：Y/△起动和自耦降压起动明显降低了起动电流，另外Y/△只有一个变比，而自耦变压器电压可以调节，灵活性更好。四．思考题比较笼型异步电动机不同起动方法的优缺点。答：提示：主要从两个指标及成本角度考察

绕线式异步电机起动和调速实验实验名称绕线式异步电机起动和调速实验三．实验总结1、写出三相绕线式异步电动机额定数据。答：f=50HZ，UN=380V，IN=5.0A，PN=2.2KW，nN=1420r/min，（转子I转N=6A，U转N=260V，r转=0.75Ω）2、三相绕线式异步电动机串电阻起动试验表7-1U=380VRst（Ω）全压3.1Ω6.2ΩIst（A）28137.5结果表明：串电阻越大，起动电流越小3、三相绕线式异步电动机串电阻调速试验表7-2U=380伏T2=12N.mRst（Ω）0Ω1.55Ω3.1Ω4.55Ω6.2Ωn（r/min）14081311120311071014I（A）55555结果表明：负载不变情况下，串电阻越大，转速越低4、计算转子电阻r2已知0.75欧5、画出恒转矩调速情况下的机械特性（T-s曲线）6.计算电阻值与转差率之间比值表7-3Rst（Ω）0Ω1.55Ω3.1Ω4.55Ω6.2Ωn（r/min）14081311120311071014转差率s0.0620.1260.1980.2620.324转子回路电阻R（Ω）0.752.33.855.36.95R/s12.118.319.420.221.4结果说明：恒转矩负载条件下，除却固有特性，转子回路电阻与转差率基本成正比。四．思考题1.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对起动电流和起动转矩的影响。答：提示：查看教材，串电阻起动后，一个是转子回路阻抗增加，一个是机械特性临界转差率下降，这两个方面进行说明。异步电机变频调速实验实验名称异步电机变频调速实验三．实验总结1