电机学实验指导书-5个.doc

《电机学实验指导书-5个.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机学实验指导书-5个.doc（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、实验一 他励直流电动机（认识）实验一、实验目的 1、认识DDSZ-1型电机及电气技术实验装置，了解电机拖动实验的基本要求与安全操作规程。2、认识和了解在电机拖动实验中所用的电源、开关、仪表、挂件、电机等组件及使用方法。3、熟悉他励直流电动机的接线、起动、（固有、人为）机械特性、改变转向与调速的基本方法。二、实验项目1、了解DD01电源控制屏及电枢电源、励磁电源、变阻器、直流电压表、电流表、直流测速发电机转速表的使用方法；了解校正直流测功电动机、普通直流电动机的铭牌参数及要求。2、直流他励电动机的连线、起动准备、起动；测试机械特性直流他励电动机的调速及改变转向。三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序

2、1、实验设备：DD03-DJ23-DJ15、D31、D42、D31、D44、D51、D55-1。2、控制屏上挂件排列顺序：D31、D42、D31、D44、D51、D55-1。四、实验说明及操作步骤1、由指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置面板布置及使用方法。图11 他励直流电动机接线图断开控制屏上的电源，按图1-1接线。直流他励电动机用DJ15 (其额定功率PN=185W，额定电枢电压UN=220V，额定电流IN=1.2A,额定转速nN=1600r/min, 额定励磁电压UFN=220V，额定励磁电流IfN0.13A)。校正直流测功机MG作为发电机使用。TG为测速发电机。直流电表选

3、用D31（含直流电压表，直流安培表，直流毫安表各一块）。M励磁回路串接的电阻Rf1选用D44的1800阻值，MG励磁回路串接的电阻Rf2选用D42的1800阻值，M的起动电阻R1选用D44的180阻值，MG的负载电阻R2选用D42的2250阻值（采用串并联接法：900与900串联加上900与900并联）。接好线后，检查M、MG及TG之间是否用联轴器联接好。2、他励直流电动机起动步骤（1）起动准备：检查接线是否正确，直流电表的极性、量程选择是否正确。将电动机的起动电阻调最大R1=180、电动机的励磁调节电阻调最小Rf1=0；测功机的负载电阻调最大R2=2250、测功机的励磁电阻调最大Rf2=18

4、00；断开开关S。（2）启动过程：开启控制屏上的电源总（钥匙）开关，按下其上方的“启动”按钮； 先接通其下方左边的励磁电源开关，观察M及MG的励磁电流值，调节Rf2使If2 =100mA并保持不变； 再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使M起动； M起动后（调整转速表的量程与指针偏转方向）调节控制屏上电枢电源电压调节旋钮，使电动机输入端电压U=UN=220V； 减小起动电阻 R1阻值，直至R1=0。起动过程完成（注意：一旦启动过程完成后就不要随便将他励直流电动机停机，直到将所有参数测试完成再停机；否则又要重复上述步骤）。3、调节他励电动机的转速（人为机械特性）分别改变电动机M电枢回路的电压U1、

5、串入电动机M电枢回路的调节电阻R1和励磁回路的调节电阻Rf1，观察转速变化情况。4、改变电动机的转向停机过程：将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值，先切断控制屏上的电枢电源开关，然后切断控制屏上的励磁电源开关，使他励电动机停机。改变转向：在断电情况下，将电枢（或励磁绕组）的两端接线对调后，再按他励电动机的起动步骤起动电动机，并观察电动机的转向及转速表指针偏转的方向。五、注意事项1、直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻Rf1调至最小，先接通励磁电源,使励磁电流最大,同时必须将电枢串联起动电阻R1调至最大,然后方可接通电枢电源。使电动机正常起动。起动后，将起动电阻R1调至零，使电机正

6、常工作。2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时必须将电枢串联的起动电阻R1调回到最大值，励磁回路串联的电阻Rf1调回到最小值。给下次起动作好准备。3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。4、若要测量电动机的转矩T2 ，必须将校正直流测功机MG的励磁电流调整到校正值：100mA，以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。六、实验报告1、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？试用直流电动机基本方程式进行说明。

7、3、用什么方法可以改变直流电动机的转向？4、为什么磁场回路的接线要牢靠，起动时电枢回路要串联起动变阻器？试用直流电动机基本方程式进行说明。5、当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端电压，为什么会引起电动机转速降低？试用直流电动机基本方程式进行说明。6、他励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞车”？为什么？试用直流电动机基本方程式进行说明。实验二 他励直流电动机实验一、实验目的 1、认识DDSZ-1型电机及电气技术实验装置，了解电机拖动实验的基本要求与安全操作规程。2、认识和了解在电机拖动实验中所用的电源、开关、仪表、挂件、电机等组件及使用方法。3、熟悉他励直流电动机的

8、接线、起动、机械特性、改变转向与调速的基本方法。二、实验项目1、了解DD01电源控制屏及电枢电源、励磁电源、变阻器、直流电压表、电流表、直流测速发电机转速表的使用方法；了解校正直流测功电动机、普通直流电动机的铭牌参数及要求。2、直流他励电动机的连线、起动准备、起动；测试机械特性直流他励电动机的调速及改变转向。三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序1、实验设备：DD03-DJ23-DJ15、D31、D42、D31、D44、D51、D55-1。2、控制屏上挂件排列顺序：D31、D42、D31、D44、D51、D55-1。四、实验说明及操作步骤1、由指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置面板布

9、置及使用方法。2、直流他励电动机的机械特性1）直流他励电动机的接线图11 他励直流电动机接线图2）他励直流电动机起动步骤（1）起动准备：检查接线是否正确，直流电表的极性、量程选择是否正确。将电动机的起动电阻调最大R1=180、电动机的励磁调节电阻调最小Rf1=0；测功机的励磁电阻调最大Rf2=1800；断开开关S。（2）启动过程：开启控制屏上的电源总（钥匙）开关，按下其上方的“启动”按钮； 先接通其下方左边的励磁电源开关，观察M及MG的励磁电流值，调节Rf2使If2 =100mA并保持不变； 再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使M起动； M起动后（调整转速表的量程与指针偏转方向）调节控制屏上电

10、枢电源电压调节旋钮，使电动机输入端电压U=UN=220V； 减小起动电阻 R1阻值，直至R1=0。起动过程完成（注意：一旦启动过程完成后就不要随便将他励直流电动机停机，直到将所有参数测试完成再停机；否则又要重复上述步骤）。3）直流他励电动机的特性测试调速：弱磁调速、调电枢电压(1) 弱磁调速(Ua=220V,R1=0)If(mA)10090706050N(r/min)Ia(A)(2) 调电枢电压(R1=0,If=100mA)Ua(V)22018015010080N(r/min)Ia(A)（3）改变电动机的转向停机过程：将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值，先切断控制屏上的电枢电源开关，然

11、后切断控制屏上的励磁电源开关，使他励电动机停机。改变转向：在断电情况下，将电枢（或励磁绕组）的两端接线对调后，再按他励电动机的起动步骤起动电动机，并观察电动机的转向及转速表指针偏转的方向。五、注意事项1、直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻Rf1调至最小，先接通励磁电源,使励磁电流最大,同时必须将电枢串联起动电阻R1调至最大,然后方可接通电枢电源。使电动机正常起动。起动后，将起动电阻R1调至零，使电机正常工作。2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时必须将电枢串联的起动电阻R1调回到最大值，励磁回路串联的电阻Rf1调回到最小值。给下次起动作好准备。六、实验报

12、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、弱磁调速和调电枢电压调速当中电枢电流变化小，说明了直流电动机什么特性？4、并励、他励和串励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞车”？为什么？实验三 单相变压器实验一、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、实验项目1、空载实验：测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0),cos0=

13、f(U0)。2、短路实验：测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK),cosK=f(IK)。3、纯电阻负载实验：保持U1=UN，cos2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序实验设备及屏上排列顺序：D33、D32、D34-3、DJ11、D51、D42、D43。四、实验说明及操作步骤1、空载实验1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图4-1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（额定容量 PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A）。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。2）选好所有

14、电表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN ，然后逐次降低电源电压，在1.20.2UN 的范围内，测取变压器的U0、I0、P0。4）测取数据时，U=UN点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表4-1中。5）为了计算变压器的变比，在UN以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表4-1中。图4-1 空载实验接线图表4-1序号实 验 数 据计算数据U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos02、短路实验 1）按下

15、控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图4-2接线（以后每次改接线路，都要关断电源）。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。2）选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN 为止，在(0.21.1)IN范围内测取变压器的UK、IK、PK。4）测取数据时，IK=IN点必须测，共测取数据6-7组记录于表4-2中。实验时记下周围环境温度()。图4-2 短路实验接线图表4-2 室温 序号实 验 数 据计 算 数 据UK（V）IK（A）PK（W）cosK3、纯电阻负载实验图4-3 负载实验接线图1）实验线路如图

16、4-3所示。变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1，接到负载电阻RL上。RL选用D42上900加上900共1800阻值，功率因数表选用D34-3，开关S1选用D51挂箱。2）将调压器调到输出电压为零的位置，S1打开，负载电阻值调到最大。3）接通交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN。4）保持U1=UN，合上S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻RL的值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。5）测取数据时，I2=0和I2=I2N=0.35A必测，共取数据5-6组，记录于表4-3中。表4-3 cos2=1 U1=UN= V序 号U2（V）I2（A）五、

17、注意事项1、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。六、实验报告1、计算变比由空载实验测变压器的原副边电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。 式中：2、绘出空载特性曲线和计算激磁参数（1）绘出空载特性曲线U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。式中：（2）计算激磁参数从空载特性曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0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)、cosK=f(IK)。（2）计算短路参数从短路特性曲线

18、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()时的短路参数。折算到低压方：由于短路电阻rK随温度变化，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,若用铝导线常数应改为228。计算短路电压(阻抗电压)百分数IK=IN时短路损耗PKN= IN2rK754、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。实验四 三相异步电动机的起动与调速实验一、实验目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。二、预习要点1、复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。2、复习异步电动机的调速方法。三、实验项

19、目1、直接起动2、星形三角形(Y-)换接起动。四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序1、实验设备：DD03-DJ23-DJ16（DJ17）、D31、D32、D33、D43、D51、D42、DJ17-1、DD05。2、屏上挂件排列顺序：D33、D32、D51、D31、D43 。五、实验说明及操作步骤1、三相鼠笼式异步电机直接起动图9-1 异步电动机直接起动1) 按图9-1接线。电机绕组为接法。异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接负载。2) 把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。3) 调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转，(如电机旋转方向

20、不符合要求需调整相序时，必须按下“关”按钮，切断三相交流电源)。4)再按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，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(按最大位置所对应的读数值定性计量)。2、三相鼠笼式异步电机Y-起动1) 按图9-2接线。线接好后把调压器退到零位。2) 三刀双掷开关合向右边(Y接法)。合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压220伏，打开电源开关，待电机停转。3) 合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把S合向左边，使电机()正常运行，整个起动过程结束。观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定性比较。图9-2 三相鼠笼

21、式异步电机星形Y三角形起动将三刀开关掷向右测接成Y形，观察电压表V2将电机输入电压调至220V后合闸，记录起动瞬间电流IstY；将三刀开关掷向左测接成形，观察电压表V2将电机输入电压调至220V后合闸，记录起动瞬间电流Ist；比较IstY和Ist。3、三相鼠笼式异步电机降压调速接线按图9-2的接线法，将定子电压逐渐减少，记录数据U2(V)22018015010080N(r/min)4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动（电机定子绕组Y形接法）1) 按图9-3接线。图9-3 线绕式异步电机转子绕组串电阻起动起动实验：先将电阻箱调至最大，定子电压V2调至220V，观察A1电流变化，起动23

22、秒后，逐次切除段电阻，试比较起动电流变化。调速实验：（定子电压V2调至180V）起动完成后，通电时间不应超过10秒以免绕组过热，分别串入电阻记录数据于表9-2中。表9-2rst()02515n(r/min)六、实验报告1、比较异步电动机不同起动方法的优缺点。2、由起动试验数据求下述两种情况下的起动电流。(1) 外施额定电压UN。(直接法起动)(2) 外施电压为 。(Y-起动)3、线绕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。4、线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。实验五 三相变压器的联接组别判定一、实验目的1、掌握用实验方法测定三相变压器的极性。2、掌握用实验方法判

23、别变压器的联接组。二、实验项目1、测定极性2、连接并判定以下联接组(1) Y/Y-12 (2) Y/Y-6(3) Y/-11 (4) Y/-5三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序实验设备及屏上排列顺序：D33、 D32、 D34-3、 DJ12、 D51。四、实验说明及操作步骤1、测定极性(1)测定相间极性被测变压器先用三相心式变压器DJ12，用其中高压和低压两组绕组（额定容量PN=152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法）。阻值大的为高压绕组，用A、B、C、X、Y、Z标记。低压绕组标记用a、b、c、x、y、z。1)按图6-1接线。A、X接电源的U、V两端子，Y

24、、Z短接。2)接通交流电源，在绕组A、X间施加约50%UN=65V的电压。3)用电压表测出电压UBY、UCZ、UBC，若UBC=UBY-UCZ，则首末端标记正确；若UBC=UBY+UCZ，则标记不对。须将B、C两相任一相绕组的首末端标记对调。测试表（接线参图61，方法见1）-4)所述）加电压端测试计算UAXUBYUCZUBCUBC=UBY-UCZ65V52V13V39V39V加电压端测试计算UBYUCZUAXUCAUCA=UCZ-UAX65V32.4V32.6V0V0V加电压端测试计算UCZUAXUBYUABUBC=UAX-UBY65V12.7V52.2V39V39V4)用同样的方法，将B、C

25、两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联标出每相首、末端正确标记。另外，本步骤的改进法，把X、Y和Z连接，在BC端加110V，测UAX、UCZ和UAC电压，若UACUAX-UCZ，则A、C为同名端。加电压端测试计算UBCUAXUCZUACUAC=UAX-UCZ110V10V51V41V41V图6-1 测定相间极性接线图(2)测定原、副边极性1)暂时标出三相低压绕组的标记a、b、c、x、y、z，然后按图6-2接线。原、副边中点用导线相连。2)高压三相绕组施加约50%的额定电压（110V），用电压表测量电压UAX、UBY、Ucz、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=Uax-U

26、AX，则A相高，低压绕组同相，并且首端A与a端点为同极性，若UAa=UaX+UAX，则A与a端点为异极性。3)用同样的方法判别出B、b、C、c两相原、副边的极性。4)高低压三相绕组的极性确定后，根据要求连接也不同的联接组。图6-2 测定原、副方极性接线图2、检验联接组(1) Y/Y-12图6-3 Y/Y-12的联接按图6-3接线。A、a两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表6-1中表6-1实验数据计算数据UAB（V）Uab（V）UBb（V）UCc（V）UBc（V）KL=UAB/UabUBb（V）UCc（V）UBc（V）根据Y

27、/Y-12联接组的电势相量图可知： 为线电压之比若用两式计算出的电压UBb 、UCc、UBc的数值与实验测取的数值相同，则表示绕组连接正确，属Y/Y-12联接组。(2) Y/Y-6图6-4 Y/Y-6联接组将Y/Y-12联接组的副边绕组首，末端标记对调，A、a两点用导线相联，如图6-4所示。按前面方法测出电压UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表6-2中表6-2实验数据计算数据UAB（V）Uab（V）UBb（V）UCc（V）UBc（V）KL=UAB/UabUBb（V）UCc（V）UBc（V）根据Y/Y-6联接组的电势相量图可得 若上两式计算出电压的数值与实测相同，绕组连接正确，

28、则属于Y/Y-6联接组。(3) Y/-11按图6-5接线。A、a两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表6-3中图6-5 Y/-11联接组表6-3实 验 数 据计 算 数 据UAB（V）Uab（V）UBb（V）UCc（V）UBc（V）KL=UAB/UabUBb（V）UCc（V）UBc（V）根据Y/-11联接组的电势相量可得：若由上式计算出的电压UBc、UCc UBb的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属Y/-11联接组。(4) Y/-5图6-6 Y/-5联接组将Y/-11联接组的副方绕组首、末端的标记对调，如图6-6所示。实验方法同前，测取UAB、Uab、UBb、UCc、和UBc，将数据记录于表6-4中表6-4实验数据计算数据UAB（V）Uab（V）UBb（V）UCc（V）UBc（V）KL=UAB/UabUBb（V）UCc（V）UBc（V）根据Y/-5联接组的电势相量图可得:若由上式计算出的电压UBb,UCc,UBc的数值与实测相同，则绕组联接正确，属于Y/-5联接组。五、实验报告如何把Y/Y-12联接组改成Y/Y-6联接组以及把Y/-11改为Y/-5联接组?