并励直流电机实验报告.docx
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1、实验二直流并励电动机一 .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 .掌握直流并励电动机的调速方法。二 .预习要点1 .什么是直流电动机的工作特性和机械特性?答:工作特性:当U = Un, Rf +壬=C时,n, n ,T分别随P2变;机械特性:当U =R + n = 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有关,并且可控量只有这两个,我们 可以通过调节这两个量来改变转速。即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与 负载两条特性的交点随之改变,从而到达调速的目的。三 .实验工程.工作特性和机械特性保持 U=U
2、N 和 If =IfN 不变,测取 n=f(Ia)及 n=f(T2)。1 .调速特性(1)改变电枢电压调速保持 U=UN、If=IfN =常数,T2 二常数,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 .实验设备及仪器1 . MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。2 .电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量(MELT3)、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)o7 .三相可
3、调电阻900。(MEL-03)o五.实验方法图1-6 直流并励电动机接线图图1-6 直流并励电动机接线图1.并励电动机的工作特性 和机械特性。(1)实验线路如图6所 示U,:可调直流稳压电源六、考前须知517716918517740384039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布置。做短路实验 时操作要快,否那么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-U1U1.1U2 / 以1磔22 .绘出空载特性曲线和计算激磁参数绘出空载特性曲线/二/YZ九Po-f(Uo),
4、 COSCPo=f(U0)。P。式中:COS0 = 计算激磁!从空载特性曲线上查出对应于U0=Un时的I。和P。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 “=f (Ik)、PK=f6tlM =f(IK)o(2)计算短路参数。从短路特性曲线上查出对应于短路电流Ikh时的Uk和Pk值,由下式算出实验环境 温度为0 ()短路参数。折算到低压方由于短路电阻n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75时的阻值。式中:234.5为铜导线的常数,假设用铝导线常数应改为228。阻抗电压Ik = In时的短路损耗4 .利用空载和短路实验测定的
5、参数,画出被试变压器折算到低压方的型等效电 路。5 .变压器的电压变化率 (1)绘出。sg =1稗。SQ=0.8两条外特性曲线U2=f(I2),由特性曲线计算出l2=b时的电压变化率小(2)根据实验求出的参数,算出2=12N、COS/2 = 1和12=12N、COS/2=0,8时的电压变 化率 U。b U = ( UKrCos(p2 + Ukx sin(p2 )将两种计算结果进行比拟,并分析不同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性曲线77 = (1 _ -, cos 蜀*,)X100%/;为COS02 + 2+/;&N(1)用间接法算出=0. 8不同负载电流时的变压器效率
6、,记录于表2-5中。表 2-5cos仅=0.8 P。= 4.06 W PKN = 0.816l2*(A)P2 (W)n0.224. 320. 0330.448. 640. 1300.672. 960. 2940.897. 280. 5221.0121. 600.8161.2145. 921. 175式中:J 附sq= p2 (W);Pkn为变压器IK=IN时的短路损耗(W);P。为变压器Uo=UN时的空载损耗(W)o(2)由计算数据绘出变压器的效率曲线n =f(i )o(3)计算被试变压器n二n max时的负载系数P m =数据处理:Zm=238. 76Zlk=36. 81Z2k=2. 36Z
7、k75=2. 20Xm=226. 17Xlk=29. 00X2k=l. 86Xk75=1.86Rm=76. 51Rlk=22. 67R2k=l. 46Rk75=l. 70Uk=2.77%Ukr=2. 14%Ukx=2. 34%Pkn=0. 816wa = 22x100%=1. 36% U20N U 二(UKrcos(p2 + UKx sin(p2 )=4. 48%B m =2. 23绘图:1.绘出空载特性曲线(图11、图1-12)4 ,绘出cos/=lco2 二0.8两条外特性曲线U2=f(b)(图1-4)5 .由计算数据绘出变压器的效率曲线n%(i )。(图-5)图 1-11图 1-122
8、.绘出短路特性曲线(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、实验体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他参数, 和三相变压器的运行特性。学会了功率因素表的使用,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性实验目的1 .掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。2 .用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。3 .测定三相笼型异步电动机的参数。预习要点1.异步电动机的工作特性指哪些特性?答:1.转速特性2.定子电流特性3,功率因数特性4.电磁转矩特性5.效率特性
9、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R, 转子折算到定子侧的电抗Xro转子每相的感应电动势Eroo3 .工作特性和参数的测定方法。答:通过测取输出功率求异步电动机的工作特性。由空载、短路试验测取异步电 动机的等效电路的参数。三.实验工程.测量定子绕组的冷态电阻。1 .判定定子绕组的首未端。2 .空载试验。3 .短路试验。4 .负载试验。四.实验设备及仪器. MEL- I电机教学实验台主控制屏。1 .电机导轨及测功机、矩矩转速测量(MEL-13)。2 .交流功率、功率因数表(MEL-20)。3 .直流电压、毫安、安培表(M
10、EL-06)o.三相可调电阻器900 Q (MEL-03)o4 .波形测试及开关板(MEL-05)o.三相鼠笼式异步电动机M04。五.实验步骤1.测量定子绕组的冷态直流电阻。伏安法测量定子绕组电 测量线路如图3-1 oR:四只 900 Q 和 900 Q相串联(MEL-03)oA:直流毫安表,采用 MEL-06 200mA 档。V :直流电压表,采用 表直流20V档。(符号S表示220V直流可调稳压电源电机 定子 一相 绕组阻,电阻图3-1三相交流绕组的电阻的测定万用手动接或不接万用表)测量定子测量定子调节R使A表分别为50mA, 40mA, 30mA测取三次,取其平均值,三相绕组的电阻值,记
11、录于表3-1中。表3-1室温 30绕组I绕组n绕组inI (mA)504030504030504030U (V)2. 271.821.392. 281.851.402. 321.871.40R ( Q )45.445.546. 345.646.246. 646.446.846. 7考前须知:在测量时,电动机的转子须静止不动。测量通电时间不应超过1分钟。表3-2中交流电源输出绕组I绕组n绕组niR ( Q )45. 746. 146.6交流电源输出交流电源输出图3-2三相交流绕组首末端的测定先用万用表测出各相绕组的两个线端,将其中的任意二相绕组串联如图3-2 所示。3.空载试验测量电路如图3-3
12、所示数据记:序号 Uab1 2582 223主控制屏 三相交流 电源输出兴16I.r-i MX TTrl Ut r J -I_ _Lrt +【、. vl A/, lx El -A. 0889.671L0. 180. 30. 30.30. 3_9.19.10.L0. 24175173170173I A1 c c196 190195x2.113 1981421390.30. 30.30.3-4.14.9.05140140442398024L0. 252.判定定子绕组的首未端6 65626062 0. 1 0. 1 0.0 0.0 0.6 6.0 6.6 L0.5008961734.短路实验测量线路
13、如图3-3 o 表3-4序 号Uoc (V)Io. (A)Po (W)COS(PkUabUbcUcAUKIaIbIcIkPiPhPk1687061660. 580. 560.570.572.3032.0429.74L0. 462636159610.050.490.480.49-2.2826.6224.34L0.443605856580.440.4 50.430.4 42.2221.8319.61L0.424515049500. 360. 360.350.362.1115.4313.32L0. 395474347460.3 00.3 00.2 90.3 0-1.9510.979.02LO. 36
14、6383331340.210.2 20.200.21-1.456. 124.67LO. 317313029300. 160. 160. 150. 16T.253.982.73LO. 285.负载实验表 3-5Ul220 伏()序 号IoL (A)Po (W)t2(N. m)n (r/mi n)P2 (W)IaIbIcIIPiPllPl10.6 30. 590.640.6254. 1 0134 .5188 .60.91367129.220.5 80.5 40.5 80. 5748.4 9124 .3172 .80. 831381120.430. 500.460. 500.4938. 1 6108
15、 ,9147 .10. 711402104.540.440.4 00.440.4329.3595.24124 .70. 60142089. 550.3 40.3 00.3 50. 3313.4273.9787.40. 40144860.860.220.2 00.220.2 1-18.3031.9613.7-0. 041495一6.3六.实验报告1.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,。;rIC 定子绕组的实际冷态相电阻,Q;0rCf一一基准工作温
16、度,对于E级绝缘为75C;九实际冷态时定子绕组的温度,C2.f3.f4.山235 + 75R= X46. 1= 53. 911235 + 30,7 + 46.1 + 46.6 “1A= 46.1 C3几等效电路的参数。(1)由短路试验数据求短路参数 短路阻抗zZk=ttQ=207. 811k 0.50短路电阻p .25Rk 布一3*(罕)2V3。二 50。短路电抗Xk = a/207.82 - 502 =201. 7Q式中UK、IK、PK由短路特性曲线上查得,相应于IK为额定电流时的相电压、 相电流、三相短路功率。转子电阻的折合值弓。八R2 =50. 0-46. 1=3. 9(1定、转子漏抗
17、,XX 20 用= 100.85(1由空载试验数据求激磁回路参数 空载阻抗Z =2 I图3-4电机中的铁耗和机械耗Z0 =瑞 Q=9526C空载电阻140Ro =。二87. 5。3*(丝 CV3空载电抗X0 = a/952.62 -87.52 =948. 611式中 Uo I。、Po式中 Uo I。、Po相应于u。为额定电压时的相电压、相电流、三相空载功率。Y _ y _ y激磁电抗 L。 Xm =948. 6-100. 85(1=847. 8. Q激磁电阻9 12以二:C=57.0Q3*(竿)2V3式中Pfc为额定电压时的铁耗,由图3-4确定。5 .作工作特性曲线巳、匕、nv Tiv Sv
18、cos(pi=f(P2)S关于n的图像R、匕、COSR=f(PD的图像P” P2, K的关系图像如下列图所75:由负载试验数据计算工作特性,填入表3-6中。表 3-6Ui = 220V(A) h = A序号电动机输入电动机输出计算值L(A)P1(W)T2(N m)n(r / min)P2 (W)S(%)n (%)cos(p10. 36188.60.91367129. 28. 87%68. 50%0. 7920. 33172.80. 831381120.47. 93%69. 68%0. 7930. 28147. 10. 711402104. 56. 53%71.04%0.8040. 25124.
19、 50. 60142089. 55. 53%71. 77%0. 7550. 1787.40. 40144860.83.47%69.57%0. 7860. 1213. 7-0. 041492-6.30. 53%45. 99%0. 17计算公式为:式中L定子绕组相电流,A;U定子绕组相电压,V;s转差率;n效率。6 .由损耗分析法求额定负载时的效率电动机的损耗有:铁耗PFP由空载试验可得:%=9. 12W机械损耗P.ec有空载试验可知Pmec =勺-以=14. 1-9. 12=4. 98W 定子铜耗Pcul =3X0. 282 X43. 09=10. 13W转子铜耗Pcu2=127. 85X6.
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